不同土壤结构下雷电电磁场数值模拟及其基于MATLAB的GUI设计文献综述

雷电作为一种常见的自然灾害，对电力系统、通信设备、建筑物等安全构成严重威胁。

土壤作为雷电流的主要泄放通道，其电磁特性及结构差异会显著影响雷电电磁场的分布规律，进而影响雷电防护措施的设计。

因此，研究不同土壤结构下雷电电磁场的传播特性对于提高雷电防护水平具有重要意义。

本文首先介绍了雷电电磁场的基本理论和数值模拟方法，然后重点阐述了不同土壤结构模型的建立方法，并基于有限差分时域法（FDTD）对不同土壤结构下的雷电电磁场进行了数值模拟，分析了土壤电阻率、介电常数、土壤分层等因素对电磁场分布的影响规律。

最后，为提高模拟效率和结果可视化程度，设计开发了基于MATLAB的图形用户界面（GUI），方便用户进行参数设置和结果分析。

本研究可为雷电防护设计提供理论依据和技术支持。

关键词：雷电电磁场；土壤结构；数值模拟；有限差分时域法；图形用户界面

雷电电磁场是指雷电放电过程中产生的瞬态电磁场，其特点是强度高、变化快、频带宽。

土壤结构是指土壤颗粒的排列方式和孔隙的分布特征，它直接影响土壤的导电性、介电性和磁导率等电磁参数。

雷电电磁场的数值模拟是指利用计算机程序对雷电放电过程中的电磁场分布进行仿真计算，常用的方法包括有限差分时域法（FDTD）、有限元法（FEM）、矩量法（MoM）等。