تعیین نواحی با بیش‌ترین احتمال برخورد صاعقه در ساختارهای پیچیده به‌منظور بهینه‌سازی سیستم حفاظت

در زمینه مدل‌سازی صاعقه روش‌های تحلیلی متعددی از قبیل مدل الکتریکی-هندسی و روش گوی غلطان ارائه شده است که در آن‌ها نواحی حفاظت‌شده و حفاظت‌نشده تفکیک می‌شوند. اما در هیچ‌کدام نمی‌توان شدت آسیب‌پذیری نواحی مختلف را در برابر برخورد صاعقه مشخص نمود. در این مقاله با استفاده از روش تحلیل عددی انتشار گام‌به‌گام صاعقه در فضای سه‌بعدی و الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی، روشی نوین به‌منظور شناسایی نواحی با بیش‌ترین احتمال برخورد صاعقه ارائه می‌شود. ساختار موردنظر برای حفاظت در این مقاله یک سازه نامتقارن در نظر گرفته شده است. به‌منظور مدل‌سازی صاعقه، اجسام روی زمین و پیش‌موج بالارونده از اشکال مختلف بارهای الکتریکی استفاده شده و محاسبات میدان به روش بارهای فرضی انجام شده است. تعیین مسیر انتشار صاعقه و آغاز و حرکت پیش‌موج بالارونده تا برخورد نهایی به‌صورت گام‌به‌گام انجام گرفته است. در نهایت با استفاده از الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی نواحی پرخطر آغاز صاعقه در فضای بالای ساختار و نقاط آسیب‌پذیر معادل آن‌ها روی ساختار تعیین شده‌اند و به استناد نتایج حاصل از شبیه‌سازی، بهترین موقعیت صاعقه‌گیرهای میله‌ای مشخص شده است. روش ارائه‌شده می‌تواند برای طراحی سیستم حفاظت هر ساختار پیچیده استفاده شود.