一种轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法技术

技术编号:40537165 阅读:21 留言:0更新日期:2024-03-01 13:59
本发明专利技术涉及一种全电磁粒子模拟方法,为解决现有全电磁粒子模拟方法计算耗时长和计算资源耗费高的问题,而提供一种轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法。本发明专利技术融合时域间断有限元及有限差分混合的全电磁粒子方法,包括以下步骤:1)绘制轴对称结构的真空电子器件的三维结构图;2)将电子器件的轴对称剖面划分成两个相同的子剖面,二维计算空间,并将二维计算空间分成计算区域A和计算区域B;3)将计算区域A剖分成非结构三角网格,将计算区域B剖分成直角正交结构网格4)按照计算时间步数对计算区域A和计算区域B内的电场、磁场和计算区域B内的带电粒子交替进行迭代计算;5)重复执行步骤四;6)整理和分析所得数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全电磁粒子模拟方法,具体涉及一种融合时域间断有限元及有限差分混合方法的轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法


技术介绍

1、全电磁粒子模拟方法通过求解带电粒子与电场、磁场之间的耦合方程,能够准确描述电场、磁场随时间的变化过程以及带电粒子的运动轨迹,该方法在等离子体相关物理现象研究、真空电子器件的设计与结构优化中得到了广泛应用。现该方法被广泛应用于相对论返波管、回旋管以及磁绝缘线振荡器等高功率微波器件的研究,这些器件均为轴对称结构器件,当器件工作在轴对称模式时,全电磁粒子模拟方法可以通过仅模拟真空电子器件剖面的电磁场分布,获得器件内部电磁场的分布特性,该方法可大幅减少器件设计过程中的计算时间。

2、在全电磁粒子模拟方法中,一般采用时域有限差分方法求解电磁场随时间的变化,该方法的计算量与网格数目呈线性关系,具有程序实现相对简单、容易并行等优点。时域有限差分算法采用直角正交结构网格,传统的结构网格处理复杂边界会带来阶梯误差,基于共形网格的时域有限差分方法能提高计算精度,但时间步长与最小网格尺寸相关,为保持该方法的稳定性,需要大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于,步骤四具体为:

5.根据权利要求1-4任一所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述轴对称真空电子器件中的全电磁粒子模拟方法,其特征在于:

4....

【专利技术属性】
技术研发人员:陈再高王建国唐泽华任泽平杨超梁闪闪陈剑楠
申请(专利权)人:西北核技术研究所
类型:发明
国别省市:

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