郭秀峰
- 作品数：27 被引量：112H指数：8
- 供职机构：南京信息工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球建筑科学电气工程农业科学更多>>
- 分辨率对建筑物周围大气电场计算结果不确定性的影响
- 本文以高大建筑物及其尖端为研究对象,假定建筑物为理想导体和地面充分连接形成一个底面边界电势为0的等势面,通过有限差分法计算二维泊松方程,得出建筑物周围的电位分布情况,从而研究分辨率对模拟结果不确定性的影响,并得到以下结论...
- 郭秀峰谭涌波朱俊儒梁忠武
- 关键词：电场畸变
- 文献传递
- 雷暴云电荷结构对地闪击地点影响的数值模拟
- 地闪是一种强烈的自然放电现象，会对人类社会造成多种危害，而这种危害与地闪击地点位置息息相关，目前关于地闪击地点选择这一科学问题的研究主要集中在地形地物对击地点影响这一方面，而关于雷暴云电荷、电位分布对击地点影响的研究还少...
- 师正谭涌波王宁宁郭秀峰
- 关键词：电荷结构电位分布数值模拟雷暴云
- 随机性与电环境特征对地闪击地点影响的数值模拟被引量：20
- 2012年
- 本文利用已有的随机放电参数化方案,结合四次探空资料,进行了12.5m的高分辨率二维雷暴云数值模拟实验,得到了各种雷暴云电荷结构下的地闪个例,并就地闪击地点与空间电荷、电位分布之间的相互关系进行了分析.结果表明:(1)由空间电荷唯一确定的电位分布决定了先导的传播最大趋势,而闪电传播的随机性所带来的地闪击地点的不确定范围被限制在3km之内,利用动态聚类法迭代得出的三个击地点位置之间的差为1km左右.(2)负地闪的初始点与击地点的位置差主要分布在0～6km范围内,且93%的负地闪分布在0～4km范围内,正地闪的分布相对较广,0～3km范围内占48%,3～6km范围内占34%,6～10km范围内占18%.(3)正、负地闪主要产生于离地面最近的一对电荷堆之间,其起始高度越高,初始点与击地点位置差分布越广;另外,产生于三级性雷暴云电荷结构下的正地闪,其起始于上部的主正电荷堆与中部主负电荷堆之间,由于下行正先导会绕过底部的次正电荷堆,因此其击地点与初始点的距离基本在6km以上.
- 谭涌波师正王宁宁郭秀峰
- 关键词：电荷结构电位分布数值模拟
- 建筑物尖端对大气电场畸变影响的数值计算被引量：38
- 2013年
- 建筑物尖端周围大气电场畸变特征研究是大气电学的重要分支之一。假定建筑物为理想导体并与地面充分连接,通过有限差分法计算二维泊松方程,得出建筑物周围的电位空间分布。讨论建筑物尖端的高度、宽度以及相对位置对大气电场畸变的影响,结果表明:最大电场畸变系数λ_i随高度呈线性增加,且线性方程斜率随宽度增加而减小;λ_i随尖端位置沿建筑屋顶的中心线向两边呈对称递增趋势,此趋势随建筑物高度增加更为显著;λ_i随尖端宽度呈指数递减关系,且宽度对畸变系数的影响随高度增加变得尤为显著。
- 郭秀峰谭涌波郭凤霞师正王宁宁
- 关键词：高大建筑物
- 中低层水平风速对闪电和降水影响的数值模拟被引量：9
- 2014年
- 利用三维雷暴云动力电耦合模式,对无风、弱风、中等强度风和较强风这四种不同中低层水平风速情况下雷暴的发展特征进行了敏感性试验。模拟结果表明,随着中低层水平风速增大,雷暴云内粒子生长受到抑制,云内起电过程将变得缓慢,起电区域发生转移,更长的起电时间使云内产生更大的电场、发生更剧烈的放电过程,但若风速过大,云内电场将被严重抑制而不发生放电,中等强度风最有利于闪电发生。中低层水平风速在一定范围内增长将使降水增多,但若风速过大,降水将减少。中低层水平风对闪电和降水影响明显,在对雷暴云闪电和降水的研究中应当综合考虑其对云内动力、微物理过程的影响。
- 郭凤霞刘冰白翎龚嘉锵孙京郭秀峰
- 关键词：雷暴云闪电降水
- 气溶胶对云中水成物粒子荷电情况的影响被引量：5
- 2013年
- 利用已有的二维雷暴云起电模式,加入气溶胶模块,建立一个完善的雷暴云起电模式.结合SEET个例,初步探讨了气溶胶浓度对雷暴云内各种水成物粒子荷电情况的影响.发现气溶胶的浓度与雷暴云内云滴、霰粒、冰雹以及雨滴等水成物粒子在空间所携带的最大电荷面密度值以及电荷量有很好的正相关性;同时气溶胶粒子浓度的增加使得雨滴在空间携带电荷量达到峰值的时间有一定提前.
- 王宁宁谭涌波师正郭秀峰
- 关键词：气溶胶数值模拟电荷量
- 雷暴云底部正电荷区对闪电类型影响的数值模拟被引量：15
- 2014年
- 在经典的雷暴云三极电荷结构的假定下结合已有的随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率闪电放电的模拟实验,定量的探讨了雷暴云底部正电荷对闪电类型的影响.结果表明:(1)雷暴云底部正电荷对负地闪和反极性云闪的产生起了关键作用,随着底部正电荷区的电荷密度大小或分布范围的增大,闪电类型依次从正极性云闪向负地闪再向反极性云闪变化;(2)相对于电荷区分布范围而言,底部正电荷区的电荷密度大小对闪电类型的影响起主导作用.只有当雷暴云底部正电荷区的最大电荷密度取值在一定范围内时,才会出现负地闪,并且负地闪的发生概率相对固定;(3)在该范围内,负地闪的发生由底部正电荷区的电荷密度大小以及分布范围共同决定,且其与云闪触发条件之间存在一个线性边界;(4)底部正电荷区的电荷密度大小以及分布范围的共同效果是改变底部正位势阱的分布,当闪电启动参考电位接近0 MV时生成反极性云闪,而当其远小于0 MV时则更容易形成负地闪.
- 谭涌波梁忠武师正朱俊儒郭秀峰
- 关键词：电荷密度数值模拟
- 气溶胶对雷暴云起电以及闪电发生率影响的数值模拟被引量：16
- 2015年
- 本文利用二维耦合气溶胶模块的雷暴云起电模式，结合一次南京雷暴个例，进行250 m分辨率雷暴云起电模拟实验，探讨了气溶胶浓度对雷暴云空间电荷分布以及闪电发生率的影响。在这个气溶胶模块中，假定一个三模态的气溶胶对数分布，考虑了气溶胶活化过程。结果显示：（1）随着气溶胶浓度增大，雷暴云电荷结构保持为三极型。（2）当气溶胶浓度从50 cm^-3增加至1000 cm^-3时，水成物粒子浓度上升，雷暴云电荷量和闪电发生率增加明显。（3）气溶胶浓度在1000～3000 cm^-3范围时，云水竞争限制了冰晶的增长，导致雷暴云上部主正电荷堆电荷量降低。云滴和霰粒子浓度缓慢上升促进中部主负电荷堆和底部次正电荷堆电荷量继续增大。闪电发生率保持稳定。（4）当气溶胶浓度大于3000 cm^-3时，水成物粒子浓度稳定，云内的电荷量以及闪电发生率保持为一定量级。
- 师正谭涌波唐慧强杨忆彭琳郭秀峰陈浩然
- 关键词：气溶胶电荷结构起电机制
- 气溶胶浓度对雷暴云下地面尖端电晕放电的影响
- 2019年
- 尖端电晕放电是闪电先导触发的基础,而气溶胶作为电晕离子的载体,其浓度的不同可能会引起电晕放电特征的不同,进而影响闪电先导特征,但具体的影响程度尚未明确。为此,基于二维电晕粒子对流扩散模型,研究了不同气溶胶浓度(N_a)下的电晕放电特征,通过讨论雷暴云电场环境下,不同N_a对60 m高的塔尖周围电晕粒子时空演变的影响,揭示了尖端电晕电流(i_(cor))、空间电场(E)以及电晕电荷浓度(ρ)随N_a的变化关系。研究发现:1)当N_a低于10^(10)m^(-3)时,其对电晕放电的影响较小;当N_a高于10^(10)m^(-3)时,其影响相对明显。2)对比N_a分别为10~9和10^(10)m^(-3)两种情况,高塔尖端上空几十米范围,E差异达4 kV m^(-1)左右;上空一百米左右范围内,ρ的差异可超过1 nC m^(-3); i_(cor)峰值差异可达10%。3) i_(cor)峰值与N_a两者呈线性递减关系。因此,在实际的避雷针尖端放电研究或雷电防护设计中,当N_a大于10^(10)m^(-3)时,需考虑其对尖端放电的影响,而对于较为干净的大气环境,则可以忽略气溶胶的影响。
- 郭秀峰王磊周磊肖冬张金波张其林
- 关键词：电晕放电气溶胶浓度
- 孤立金属尖端的电晕触发阈值被引量：7
- 2014年
- 为了得到金属尖端在发生电晕放电时尖端处的电场强度,该文首先采用实验室实验得到不同高度、不同形状、不同材质的金属尖端发生电晕放电时的环境电场阈值;再采用有限元法计算二维泊松方程,得到尖端处电晕触发阈值,由此得出以下结论:环境电场阈值随金属尖端高度的增大基本呈线性减小趋势,随着尖端越来越尖,环境电场阈值呈先减小后增大的变化趋势;高度、形状对金属物尖端处电晕触发阈值无影响,尖端处电晕阈值为定值;给出尖端处电晕触发阈值为158.75 kV·m^(-1)与空间分辨率的拟合公式,可为今后电晕放电数值模拟中判断电晕放电的起始时刻提供参考。
- 谭涌波朱俊儒李祥超梁忠武郭秀峰
- 关键词：电晕放电有限元空间分辨率
