题目：电磁拓扑学求解电磁系统瞬态电磁响应的方法研究

随着电工技术和信息技术的发展，飞机、舰船上电磁系统的电磁兼容问题越来越突出。系统外部的雷电电磁脉冲、核电磁脉冲和高功率微波，系统内部非线性负载的大量应用、负载的突加和突卸等，都可能影响电磁系统的正常工作。研究电磁系统在电磁干扰下的瞬态电磁响应是开展电磁干扰防护工作的重要基础之一。电磁拓扑学是电磁场理论与拓扑学相结合形成的一个研究方向，适用于求解电磁系统的电磁响应。本文在国内外研究现状的基础上，利用电磁拓扑学的方法分析了连接线性负载、非线性电阻负载和开关型负载的多导体传输线在外部电磁场激励下的瞬态电磁响应，并研究了电磁系统的整体时域数学模型及其数值算法，计算了外部电磁场的辐射和电路换路在电磁系统中产生的瞬态电磁响应。本文的主要研究结果如下： (1) 以频域BLT方程为基础，提出了多导体传输线的终端电压-电流时域关系式，发展了时域电磁拓扑学的分析方法。通过与其他方法的计算结果进行对比，说明了本方法的可靠性。本方法可用于计算连接非线性电阻负载的多导体传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应。(2) 导出了用于求解多导体传输线终端电压、电流全响应的时域方程，提出了一种在时域内分析和计算电偶极子激励下连接开关型负载的多导体传输线瞬态电磁响应的方法，并通过与数值算法计算结果、实验测量结果的对比验证了本方法。(3) 提出了计算电偶极子激励下架空多导体传输线瞬态电压响应和空间电场响应的频域BLT方程，解决了以往文献中未考虑入射场方向的问题，并且计及了传输线初始状态引起的零输入响应。与数值算法计算结果的对比说明了本方法的可靠性。(4) 利用电磁拓扑学的方法建立了某小型独立电气系统的整体时域数学模型，并探索了相应的数值计算方法，编制程序计算了小型独立电气系统在电偶极子辐射和负载突加、突卸情况下的瞬态电磁响应。(5) 以模式分类为基础，提出一种形式简单、适合整流器各种工作模式的统一时域数学模型，可用于求解小型独立电气系统的瞬态电磁响应。通过与实验测量结果的对比验证了本模型的可靠性。