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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随科技发展，电子设备从以前的单一功能发展到现在越来越完善，结构越来越复杂，成本越来越低，电磁利用越来越多。各种设备的抗电磁干扰和兼容性的研究备受关注；电磁辐射导致人体健康的威胁也是现在研究的热门。因此，电磁的各种特性以及预测也是一个热门研究课题。所谓预测，就是求解麦克斯韦方程在不同边界条件下的结果。一般分析方法有各种各样的限制，比如环境，成本等。所以一般我们使用数值分析法。时域有限差分法具有原理直观，实用性强等优点，目前已经广泛应用于散射和雷达等方面，并进行运算处理，各向异性介质和色散介质等各个方面的电磁理论研究领域，是计算电磁的一种重要的方法。时域有限差分法因具有多种优点被应用到电磁场理论研究的各个方面，而且其使用成效和应用领域还在迅速扩大和提高，具有很大的重要性和很强的可操作性。

国内外研究现状

关于水泥墙对雷电脉冲的衰减的研究，有直接研究混凝土材质方面的 ，比如日本的otsuka，hiroshi；haga，akira公开的一项磁性混凝土专利^[1]~[2]，其主要内容为一种具有屏蔽电磁波效果的磁性混凝土，混合混凝土和磁性流体或磁性粒子以获得磁性混凝土，磁性混凝土具有屏蔽电磁波的效果。国内方面，周璧华^[3]等人采用fdtd法和mpml吸收边界条件，对无限大钢筋网、钢筋混凝土层和素混凝土层的电磁脉冲屏蔽效能进行了时域全波分析，得出了典型结构尺寸钢筋网的电磁脉冲屏蔽效能及其随测点位置变化的规律。

雷电脉冲也是一种电磁波，张恒伟^[4]等人则是采用fdtd和傅里叶变换对电磁脉冲作用于建筑墙体后发生的反射和透射进行了比较全面的研究分析。采用周期边界实现了不同建筑墙体对电磁脉冲响应的数值计算，对计算的结果进行了讨论分析。得出结论：混凝土墙的频域波形具有明显的周期性，存在许多谐振频率，谐振时透过很大，谐振频率由墙的厚度、磁导率和介电常数决定，要提高墙的屏蔽效果必须增加墙的电导率，以达到一个比较好的屏蔽效果。

2. 研究的基本内容

本课题首先大概介绍水泥墙对雷电脉冲的衰减情况，其次介绍一系列相关的知识点，利用FDTD算法计算水泥墙对雷电脉冲的衰减。然后，从时域的角度计算了雷电脉冲在水泥墙中的传播过程，并给出了时域上的反射波形和透射波形。然后，对时域波形进行离散傅里叶变换，可得到频域上的水泥墙反射系数和透射系数。入射波先选用高斯脉冲，之后再替换为雷电脉冲，屏蔽体选择了几种不同厚度的水泥墙，通过几种得出的衰减结果对比来得出水泥墙对雷电脉冲的衰减效果的结论。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2017年12月20日-2018年2月28日：收集相关文献资料，论文开题。阅读相关计算电磁学和时域有限差分算法的书籍和资料，熟悉课题的主要方法和核心思路。

2018年3月1日-2018年4月14日：基本上完成论文前两三章内容，也就是论文的介绍以及核心的理论知识，基本完成后两章的框架，以及代码的初步编写。

2018年4月14日-2018年5月11日：完成剩余几章节的内容，对论文进行排版，撰写外文翻译，以及完成剩余的代码编写，准备答辩。

4. 参考文献

[1]otsuka hirosh,hag akira.magnetic concrete having electromagnetic shielding effect[p]. jpn.kokai tokkyo koho jp 2001302318 a2 31 oct 2001,8.

[2]b.h.henrik, e.k.lund. magnetic concrete with metal or alloy powder additi-ons for electromagnetic apparatus[p]. pct int. appl. wo 9208678 a1 29 may 1992,66.

[3]周璧华，陈彬，高成，陈子铭. 钢筋网及钢筋混凝土电磁脉冲屏蔽效能研究. 电波科学学报. 2000,9: 251-259.