摘要：传统用于接地分析的有限元方法中,常用到长方体单元(或四面体单元)剖分,在不规则边界处,多使用更小更密集的单元去逼近边界,这样会在边界处增加大量的单元,从而导致计算时间的增加。为了更好地将有限元方法引入到高速铁路隧道接地系统中,该文构造了适用于隧道结构的弧形六面体单元。基于坐标变换,推导了空间中弧形六面体单元的刚度矩阵。在弧形六面体单元与长方体单元结构相似的情况下,比较二者的刚度矩阵;通过建立隧道模型,比较该文方法与CDEGS的计算结果;在相同精度要求的情况下,比较该文方法与传统方法单元剖分的数量。3种对比方案均验证了所推导的弧形六面体模型的准确性和适用性。最后,根据文中所提的建模方法,计算得到高速铁路隧道模型内的电磁分布。研究结果可以为高速铁路隧道综合接地系统性能评估提供参考。

关键词：高速铁路隧道综合接地 有限元方法 弧形六面体 电位分布 磁场分布 

单位：西南交通大学电气工程学院