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用于三维全电磁粒子模拟的电荷守恒共形发射技术  
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【英文篇名】 Charge conserving emission technique for three-dimensional conformal particle-in-cell simulations
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【作者】 王玥; 陈再高; 王建国;
【英文作者】 Wang Yue; Chen Zaigao; Wang Jianguo; Northwest Institute of Nuclear Technology; School of Electronic and Information Engineering; Xi'an Jiaotong University;
【作者单位】 西北核技术研究所; 西安交通大学电信学院;
【文献出处】 强激光与粒子束 , High Power Laser and Particle Beams, 编辑部邮箱 2016年 03期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 电荷守恒; 共形发射; 全电磁粒子模拟; 时域有限差分; Delaunay三角网格剖分;
【英文关键词】 charge conserving; conformal emission; electromagnetic particle-in-cell simulation; conformal finite-difference time-domain; Delaunay triangulation;
【摘要】 给出了满足电荷守恒的共形发射技术。首先阴极表面由三角网格共形描述,发射带电粒子时,根据电荷和电流线性分配方式和离散高斯定律,带电粒子的初始位置设置在与三角面元处于同一个网格元胞内,离三角面元最近且处于金属内部的网格点上。带电粒子的初始运动由两部分组成:一是由三角面上的法向场推进所产生的运动;二是使发射粒子在阴极面上分布呈随机性而设定的随机运动。运动产生的电流按照电荷守恒定律分配到离散网格中,并且由于粒子的初始位置设置在整网格点上,带电粒子的共形发射不会产生非物理的静电累加。最后通过同轴二极管模型来验证共形发射模型的正确性。
【英文摘要】 The charge conserving emission technique is presented in this paper.Based on the relationship between the charge and current distributions and Gauss law preservation,the emitting surface is triangulated,and the charged particle is initially located at the nearest conductor node to the conformal emission triangle.The motion trajectory of the charged particle is decided by two components:the normal component and the transversal component.The normal component is the displacement under the normal electric field...
【基金】 国家高技术发展计划项目
【更新日期】 2016-03-21
【分类号】 TN102
【正文快照】 全电磁粒子(PIC)模拟方法是真空电子器件(如毫米波源和太赫兹源等)设计及优化的重要工具,可降低研究开发的成本,节省开发时间[1-3]。这是因为真空电子器件中的束-场互作用(BFI)过程是一个强非线性相互作用过程,很难从实验中直接观察。另外,器件本身的结构比较复杂,使得对器件中

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