【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晚期核电磁脉冲电磁场，具体涉及一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法及系统。
技术介绍
1、核爆炸产生数千万度的高温，导致弹体材料及爆炸产物处于等离子体状态，称为碎片云。高空大气稀薄，碎片离子碰撞频率很低，自由程大，导致碎片等离子体复合较慢，碎片云将长期处于带电状态。核爆炸产生的带电碎片云及其它被加热的大气等离子体运动会扰动地磁场，产生扰动电磁波，这种电磁波穿过电离屏蔽层到达地面就是晚期核电磁脉冲。目前，晚期核电磁脉冲计算常用的方案为：依据国际电工委员会(iec)提出的iec 61000-2-9标准电场，结合具体的地电导率数据，利用积分变换计算电磁场。尽管该方法便捷高效，但因iec的标准电场缺乏空间分布，最终得到的电磁场无法反映空间上的变化，也无法反映爆炸参数和环境参数的影响，给具体应用带来不确定性。
技术实现思路
1、为了解决现有的晚期核电磁脉冲计算方法计算的电磁场无法反映空间变化的技术问题，本专利技术提供了一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法及系统。
2、本专利技术的基本构思是：依据晚期核电磁脉冲的形成机理，将计算过程分解为四个模块，即大气电离计算、碎片云运动计算、大气等离子体运动计算和低频电磁场传播计算。
3、本专利技术的技术方案如下：
4、一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
5、步骤1、获取高空环境信息、核爆产生的高能射线能谱以及初始碎片云的密度分布，进行大气电离
6、步骤2、获取初始碎片云状态，基于所述高空环境信息以及步骤1得到的大气等离子体各组分密度，进行碎片云运动计算，得到碎片云的密度分布及大气沉积能量；
7、步骤3、利用步骤2获取的碎片云的密度分布替换步骤1中的初始碎片云的密度分布，重复步骤1，然后更新初始碎片云状态，重复步骤2，得到更新后的大气等离子体各组分密度和大气沉积能量；
8、步骤4、以更新后的大气沉积能量作为初始驱动源，基于高空环境信息及更新后的大气等离子体各组分密度，进行大气运动计算，得到大气等离子体速度分布信息；
9、步骤5、基于更新后的大气等离子体各组分密度、步骤4得到的大气等离子体速度分布信息以及高空环境信息，进行电磁场计算，得到电磁场分布信息；
10、步骤6、基于步骤1-步骤3的不断迭代，不断重复步骤4-步骤5，直至达到预设计算时间，获取最终的电磁场分布信息，即为晚期电磁脉冲电磁场的空间分布。
11、进一步地，步骤1具体为：获取高空环境信息、核爆产生的高能射线能谱以及初始碎片云的密度分布，计算高能射线的输运和沉积，得到高能射线在大气中的电离源项，代入电离复合方程，求解得到核爆炸后大气等离子体各组分密度。
12、进一步地，步骤1中：所述高能射线包括瞬发射线和缓发射线，其中缓发射线来自碎片云的衰变。
13、进一步地，步骤2具体为：获取初始碎片云状态，基于所述高空环境信息以及步骤1得到的大气等离子体各组分密度，通过求解含碰撞项与电磁作用项的运动方程，得到碎片云的运动状态，进而得到碎片云的密度分布及大气沉积能量。
14、进一步地，步骤4具体为：以更新后的大气沉积能量作为初始驱动源，基于更新后的大气等离子体各组分密度，通过求解含电磁作用和碰撞作用项的流体运动方程，得到大气等离子体速度分布信息。
15、进一步地，步骤5具体为：基于更新后的大气等离子体各组分密度、步骤4得到的大气等离子体速度分布信息以及高空环境信息，通过求解含磁感应源项和导体的电磁场方程，得到电磁场分布信息。
16、一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算系统，用于实现上述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特殊之处在于：包括大气电离模块、碎片云运动模块、大气等离子体运动模块以及低频电磁场传播模块；
17、所述大气电离模块的输入端与碎片云运动模块的第一输出端连接，其第一输出端与低频电磁场传播模块的第一输入端连接，第二输出端分别与碎片云运动模块的输入端以及大气等离子体运动模块的第一输入端连接；所述大气电离模块用于根据高空环境信息、核爆产生的高能射线能谱以及碎片云的密度分布进行大气电离效应计算，得到核爆炸后大气等离子体各组分密度；
18、所述碎片云运动模块的第二输出端与大气等离子体运动模块的第二输入端连接；所述碎片云运动模块用于根据高空环境信息、碎片云状态、核爆炸后大气等离子体各组分密度进行碎片云运动计算，得到碎片云的密度分布及大气沉积能量，并对碎片云的密度分布及大气沉积能量进行更新；
19、所述大气等离子体运动模块的输出端与低频电磁场传播模块的第二输入端连接；所述大气等离子体运动模块用于根据高空环境信息、核爆炸后大气等离子体各组分密度及大气沉积能量进行大气运动计算，得到大气等离子体速度分布；
20、所述低频电磁场传播模块用于根据高空环境信息、核爆炸后大气等离子体各组分密度及大气等离子体速度分布进行电磁场计算，得到晚期电磁脉冲电磁场的空间分布。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术提供的方法能够计算晚期核电磁脉冲电磁场的空间分布，可以反映爆炸参数和环境参数对电磁场的影响，使其实际使用更加确定。
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1.一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤1具体为：获取高空环境信息、核爆产生的高能射线能谱以及初始碎片云的密度分布，计算高能射线的输运和沉积，得到高能射线在大气中的电离源项，代入电离复合方程，求解得到核爆炸后大气等离子体各组分密度。
3.根据权利要求2所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤1中：所述高能射线包括瞬发射线和缓发射线，其中缓发射线来自碎片云的衰变。
4.根据权利要求1或2或3所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤2具体为：获取初始碎片云状态，基于所述高空环境信息以及步骤1得到的大气等离子体各组分密度，通过求解含碰撞项与电磁作用项的运动方程，得到碎片云的运动状态，进而得到碎片云的密度分布及大气沉积能量。
5.根据权利要求4所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤4具体为：以更新后的大气沉积能量作为初始驱动源，基于更新后的大气等离子体各组分密
6.根据权利要求5所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤5具体为：基于更新后的大气等离子体各组分密度、步骤4得到的大气等离子体速度分布信息以及高空环境信息，通过求解含磁感应源项和导体的电磁场方程，得到电磁场分布信息。
7.一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算系统，用于实现权利要求1-6任一所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于：包括大气电离模块、碎片云运动模块、大气等离子体运动模块以及低频电磁场传播模块；
...【技术特征摘要】
1.一种晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤1具体为：获取高空环境信息、核爆产生的高能射线能谱以及初始碎片云的密度分布，计算高能射线的输运和沉积，得到高能射线在大气中的电离源项，代入电离复合方程，求解得到核爆炸后大气等离子体各组分密度。
3.根据权利要求2所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤1中：所述高能射线包括瞬发射线和缓发射线，其中缓发射线来自碎片云的衰变。
4.根据权利要求1或2或3所述的晚期核电磁脉冲电磁场空间分布的计算方法，其特征在于，步骤2具体为：获取初始碎片云状态，基于所述高空环境信息以及步骤1得到的大气等离子体各组分密度，通过求解含碰撞项与电磁作用项的运动方程，得到碎片云的运动状...
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