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龙图腾网获悉电子科技大学长三角研究院(湖州)申请的专利一种介质内带电风险计算及评估方法、系统、设备及终端获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115902549B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211470510.6，技术领域涉及：G01R31/12；该发明授权一种介质内带电风险计算及评估方法、系统、设备及终端是由马雪娟;尚鹏辉设计研发完成，并于2022-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种介质内带电风险计算及评估方法、系统、设备及终端在说明书摘要公布了：本发明属于介质内带电防护技术领域，公开了一种介质内带电风险计算及评估方法、系统、设备及终端，通过构建试样模型及屏蔽层模型、构建电子辐射源模型并计算相关辐射参数及辐射数据计算并导出分别实现单能电子辐射环境下介质辐射过程模拟和真实空间电子辐射环境下介质辐射过程模拟；分析四种电压施加工况，设定工作电压范围为100～1000V，选定电压100V、500V和1000V三个级别进行计算；通过构建接地方式模拟方案，分析接地方式对介质内电场分布的影响；构建电荷输运模型并求解，实现介质静电放电风险评估。本发明可以充分考虑电子辐射、工作电压、介质的接地方式等因素对介质内带电的影响，更加符合航天器介质实际工况。

本发明授权一种介质内带电风险计算及评估方法、系统、设备及终端在权利要求书中公布了：1.一种介质内带电风险计算及评估方法，其特征在于，介质内带电风险计算及评估方法包括：通过构建试样模型及屏蔽层模型、构建电子辐射源模型并计算相关辐射参数以及辐射数据计算并导出分别实现单能电子辐射环境下介质辐射过程模拟和真实空间电子辐射环境下介质辐射过程模拟；分析四种电压施加工况，设定工作电压范围为100～1000V，选定电压100V、500V和1000V三个级别进行计算；通过构建接地方式模拟方案，分析接地方式对介质内电场分布的影响；构建电荷输运模型并求解，实现介质静电放电风险评估； 介质内带电风险计算及评估方法包括以下步骤： 步骤一，通过单能电子辐射环境下介质辐射过程模拟和真实空间电子辐射环境下介质辐射过程模拟，确定电子辐射模拟方案； 步骤二，分析四种电压施加工况，确定工作电压模拟方案； 步骤三，确定接地方式模拟方案，分析接地方式对介质内电场分布影响； 步骤四，通过构建电荷输运模型，再求解电荷输运模型，实现介质内静电放电风险的综合评估计算； 步骤四中的综合评估计算包括： 1电荷输运模型构建 选用的电荷输运方程如下： 电荷输运方程组从上到下依次为泊松方程、电流连续性方程和欧姆定律；其中E为电场强度，单位为Vm；ρs为介质内的净电荷密度，单位为Cm3；ε为介质的介电常数，单位为Fm；J为净电流密度，单位为Am2；ρd为介质内电荷沉积速率，单位为Cm3·s； σE为与电场相关的电导率，单位Sm； 式中，σE为Poole-Frenkel电导，单位为Sm；σ0为介质初始电导率，单位为Sm；βF为Frenkel系数；e为电子电荷量，单位为C；ε0为真空介电常数，单位为Fm；εr为相对介电常数； σRIC为与电场相关的电导率，单位为Sm； 式中，为辐射剂量率，rads；kRICT是比例系数，取值与材料有关，单位为S·sm·rad；ΔT是指数系数，两者均与材料本身有关，且随着温度变化；ΔT取值在0.5～1之间，取决于介质中陷阱的能态分布； 2求解电荷输运模型 电荷输运模型选用商业有限元软件COMSOL进行求解： 1在COMSOL中按照试样的尺寸构建对应的三维介质模型； 2在COMSOL中构建对应的三维电荷输运方程； 偏微分方程的结构如下： 对照电荷输运模型方程逐个修改偏微分方程的系数，得到设定的电荷输运方程组； 3在COMSOL中引入设定的工作电压及接地方式； 综合考虑电子辐射因素、工作电压及介质接地方式因素，其中工作电压及接地方式在COMSOL中求解电荷输运方程组时设定； 在求解电荷输运方程组时，介质的接地状态、接地位置以及工作电压的幅值、施加位置因素，对应COMSOL中偏微分方程组的初始状态及边界条件；在COMSOL中根据设定的工况修改自定义方程的初始条件及添加狄利克雷边界条件，完成工作电压位置、幅值及接地方式和位置的各种边界条件的设定； 4求解电荷输运方程组； 在Geant4中按照设定的辐射参数完成电子辐射过程的模拟，并将求取出的试样中各个位置的电荷沉积速率和剂量率两个关键参数换算后，采用插值的方法导入到COMSOL中； 根据试样实际工况完成接地方式、位置及工作电压施加位置、幅值的设定；对介质三维模型进行网格剖分，设定辐射时间，选用基于LU分解的MUMPS类型求解器进行求解计算，得到实际工况下设定辐射时间内试样的内电场分布； 3介质静电放电风险评估 1试验测定介质的击穿场强； 2计算设定条件下介质内电场分布，求出最大电场强度幅值； 3比较介质击穿场强及设定辐射条件下的最大电场幅值判定是否有静电放电风险，若最大电场强度幅值大于介质测定的击穿场强则存在静电放电风险，两者差距越大则静电放电风险越高；若最大电场强度幅值小于介质测定的击穿场强则不存在静电放电风险，两者差距越大则静电放电风险越低； 4通过调整屏蔽厚度重新计算最大电场幅值标定所需的最小屏蔽厚度，从而调整屏蔽设计； 5通过调整接地方式及接地位置重新计算最大电场幅值选择最优的接地方式设计。

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