全文总字数：3686字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：雷电的放电过程中放电过程中，巨大带电云体的高速相向运动产生的巨大碰撞释放的能量、加上巨大电荷放电释放的能量。雷电激发的电磁场具有极大的破坏性，对电力设施和信息产品的危害性很大。所以本课题的目的就是利用2d-fdtd算法研究分析在不同土壤结构、不同电容率、电导率对闪电电磁场影响的特点，并对fdtd算法进行gui设计使程序更加方便使用，更好的为雷电防护服务。

意义：雷电由于产生强大的瞬间放电电流，会辐射出很宽频段的电磁波。雷电电磁场的计算研究一直以来都是雷电研究的重要内容。一方面，雷电是现代电子和通讯系统的主要自然电磁干扰来源，在当今信息化时代导致越来越严重的雷电间接危害。另一方面，地闪会引起地电位的抬升，若人在周围会有跨步电压和接触电压。此外，雷电还是威胁架空线路安全和稳定的重要因素，对架空输电线的损害方式主要有两种，一种是雷电直接击中架空线造成的破坏，另一种是雷电击中架空线附近后产生的感应过电压对其造成的危害。由于直击雷发生的概率远远小于非直击雷，所以雷电对架空线的破坏主要是由感应过电压引起的。因此，对于雷电电磁场计算的研究很有意义。

2. 研究的基本内容

本文首先介绍现在主要的雷电回击模型以及每种模型各自的发展。然后介绍2d-fdtd算法基本原理，算法的边界条件和其他的条件，以及该算法在matlab中差分形式的推导。接着分别计算在土壤表面光滑的条件下，均匀未分层土壤、垂直分层土壤和水平分层土壤结构下雷电电磁场在不同地点随时间变化的波形以及对介电常数进行非均匀化处理后的电磁波波形。最后将算法进行gui（图形用户界面）设计并对得出的结果进行分析，试归纳出不同电磁参数、土壤结构和非均匀分布的电容率对雷电电磁场的影响，得出结论。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

在指导教师的指导下，首先阅读相关的文献，明确写作目标以及要达到的预期效果，其次利用matlab等计算机软件来实现数值的模拟，以图和表的形式来进一步说明论文结果的精确性，最后完成论文的初稿。

进度：第一阶段 学习毕业论文相关文件3月20日之前

第二阶段 填写任务书和开题报告3月31日之前

4. 参考文献

[1]汤霄,张其林,李东帅,等.分层土壤结构下雷电感应过电压计算与分析[j].高电压技术.2015，10.13336.

[2]刘丁齐,钟博宏,陈道辉,于楠.土壤水平分层条件下的闪电电磁场计算[j].气象科技.2015,第43卷第3期.

[3]chunshan yang,bihua zhou. calculation methods of electromagnetic fields very close to lightning [j].ieee trans.on electromagn.compa.,2004,vol.46,no.1,pp.133~141.