Evaluation of the magnetic field inside grid-like large volume shields for protection against LEMP

• Autorzy: Noga A. , Karwowski A. , Topa T.

Identyfikatory

DOI

:10.15199/48.2018.02.15

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie pola magnetycznego indukowanego w trakcie wyładowań atmosferycznych w obszarach chronionych przez duże ekrany siatkowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, a computationally efficient broadband electromagnetic simulation of lightning protection system is presented. The approach employs a hardware accelerated implementation of the method of moments combined with the Stoer-Bulirsch algorithm and adaptive frequency sampling scheme to explore the frequency response of a large volume grid-like structures directly hit by lightning. Emphasis is placed on the evaluation of the lightning-induced magnetic field intensity and its derivative within the volume protected by single- and double-layer shields.

PL

W referacie opisano efektywną obliczeniowo, opartą na metodzie momentów, technikę szerokopasmowej analizy dużych, ekranujących struktur siatkowych umożliwiających ochronę przed wyładowaniami atmosferycznymi. Skuteczność metody pokazano przy wyznaczaniu natężenia pól magnetycznych indukowanych w trakcie bezpośrednich wyładowań atmosferycznych w obszarach chronionych przez jedno- i dwuwarstwowe ekrany.

Słowa kluczowe

EN

lightning protection; magnetic field shielding; frequency domain analysis; method of moments

PL

ochrona odgromowa; ekranowanie pola magnetycznego; analiza w dziedzinie częstotliwości; metoda momentów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 2
• Strony: 62--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Noga A.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

autor

Karwowski A.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

autor

Topa T.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] IEC 62305-4, Protection Against Lightning - Part 4: Electrical and electronic system within structures.
• [2] Harrington R. F., Field Computation by Moment Methods, MacMillan, New York, 1968.
• [3] Karwowski A., Noga A., Topa T., Computationally efficient technique for wide-band analysis of grid-like spatial shields for protection against LEMP effects, ACES Journal, vol. 32, no. 1, January 2017, pp. 87-92.
• [4] Karwowski A., Noga A., Topa T., An efficient framework for analysis of wire-grid shielding structures over a broad frequency range, Radioengineering, vol. 25, no. 4, Dec. 2016, pp. 629-636.
• [5] Topa T., Karwowski A., Noga A., Using GPU with CUDA to accelerate MoM-based electromagnetic simulation of wire-grid models, IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 10, 2011, pp. 342-345
• [6] Golub G. H., van Loan C. F., Matrix Computations, Baltimore, MD, USA, The John Hopkins University Press, 1996.
• [7] Stoer J., Bulirsch R., Introduction to Numerical Analysis, Springer-Verlag, New York, 1980.
• [8] Peng S., Nie Z., Acceleration of the method of moments calculations by using graphics processing units, IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 56, no. 7, Jul. 2008, pp. 2130–2133.
• [9] Lezar E., Davidson D., GPU acceleration of electromagnetic scattering analysis using the method of moments, in Int. Conf. on Electromag. in Advanced Applic., ICEAA, Torino, Italy, Sept. 2011, pp. 452–455.
• [10] Kolundzija B., Zoric D., Efficient evaluation of MoM matrix elements using CPU and/or GPU, in 6th European Conf. on Antennas and Propagation, EuCAP, Prague, Czech Rep., March 2012, pp. 702–706.
• [11] De Donno D., Esposito A., Monti G., Tarricone L., Parallel efficient method of moments exploiting graphics processing units, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 52, no. 11, Nov. 2010, pp. 2568-2572.
• [12] Aniserowicz K., Maksimowicz T., Comparison of lightning induced current simulations in the time and frequency domains using different computer codes, IEEE Trans.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).