今天介绍一下雷击的直接效应仿真，模型以复合材料为例，分为上下两期，这期重点介绍复材建模和雷击仿真设置，下期将介绍多物理场计算温度的部分。
（关于复材，还可以参考学习另外一例：仿真实例087：uav无人机rcs --- 双站, tlm求解器，各向异性thin panel，碳纤维复合材料cfrp，）
首先分析雷击的电磁特性，雷击信号在µs级别，对应频率为mhz，是非周期瞬态信号。因此选择低频时域求解器进行计算。
1.进入低频工作室，选择lf time domain solver，保存工程文件。
2.修改单位如下：
3.新建复合材料，选择材料类型各向异性anisotropic，定义电导率。
4.建立复材模型，这里以一个4层复材为例，纤维方向从上至下分布为0°，45°，-45°，90°（下图供参考理解）。
新建一个brick，命名为layer 0，即纤维方向为0度，尺寸如下图，材料属性修改为cfc_ply。
工作界面将提示，各向异性材料需要local solid coordinates。激活局部坐标系，使其位于layer 0表面，其中u方向指向纤维方向，根据需要旋转局部坐标系，点击shape tools>loal solid coordinates>attach active wcs，给各向异性材料定义方向。
使用transform复制出另外三层layer 45, layer-45和layer90，按需要旋转坐标，重复以上步骤。
选择view scs可查看所有定义好的坐标（为方便查看我给每一层分配了不同颜色）。
5.设置雷击激励。
在复材最上表面激活局部坐标系，新建cylinder，材料选择air，建立一个圆柱体。
选择圆柱上表面，点击simulation>coil>coil segment，设置电流为1a。
圆柱体使命已完成，将其拖到groups内excluded from simulation，使其不参与仿真，顺便右键隐藏一下，雷击激励源就有了，如下图。
但雷击信号并不是1a，我们需要另外定义雷击信号。在导航树excitation signals右键新建激励信号，选择双指数信号，这里定义了参数，如下图。
得到雷击电流，记得右键use as reference才能奏效。
6.设置边界条件：
7.网格设置
低频时域求解器为四面体网格，为得到更好的仿真结果应在雷击点周边加密网格。利用局部坐标系和shape tools>slice by uv plane工具，将复材最上一层分为三部分，以便加密中间部分。
设置局部网格
全局网格设置如下
所得网格如下
8.设置磁场、电流密度和欧姆损耗监视器，步进长度为0.1µs。
9.求解器设置，为节约仿真时间，这里将仿真时长设为2µs，开始仿真。
10.电流密度仿真结果如下：
在1.5µs时不同层的电流密度的结果：
第一层0°
第二层45°
第三层-45°
第四层90°
可以看到电流分布沿材料的导电方向，电流密度在最外层最高，向内逐渐减少。
其它仿真结果不赘述了，下期我们介绍多物理场热仿真部分。
（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）
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