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三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

彭凯 刘大刚 廖臣 刘盛纲

三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

彭凯, 刘大刚, 廖臣, 刘盛纲
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  • 为了打破二维模拟回旋脉塞的一些局限性,研究了电子回旋受激辐射的基本原理,使用唯象的描述方法,以统计物理学为基础,在电子回旋中心坐标系中完成了三维Yee网格模型中对电子注平衡态物理模型的数值建模,并结合PIC方法和FDTD算法进行电子回旋脉塞的数值模拟.为了减少计算时间,在模拟中加入了MPI并行算法,加速比能提高到2.7以上.最后以一个94 GHz的回旋振荡管为例,对它的整体结构进行了模拟,并通过对频谱,功率,工作模式等方面验证了模拟的正确性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:10676110)资助的课题.
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    Twiss R Q 1958 Aust.J.Phys. 11 564

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    Twiss R Q 1958 Aust.J.Phys. 11 424

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    Liu S G 1987 Theory for relativistic electronics(Beijing:Science Press )p203(in Chinese) [刘盛纲 1987 相对论电子学

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    Xie C F,Rao K J 1999 Electromagnetic Field and ElectromaneticWave(Beijing:Higher Education Press)p35(in Chinese)[谢处方、饶克谨 1999 电磁场与电磁波(北京:高等教育出版社)第35页]

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    Holland R,Simpson L 1981 IEEE Tram.Electromagn.Comp.2388

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    Liu D W,Yuan X S,Yan Y,Liu S G 2009 Chin. Phys. B 18 3049

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    Liu D G,Zhou J,Liu S G 2007 Acta Phys.Sin.56 6924(in Chinese)[刘大刚、周 俊、刘盛纲 2007物理学报 12 6924]

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    Yuan X S,Yan Y,Fu W J 2007 High Power Laser and Particle Beams 19 1677(in Chinese)[袁学松、鄢 扬、傅文杰 2007 强激光与粒子束 19 1677]

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    Liu D W,Yuan X S,Yan Y,Liu S G 2009 Chin. Phys. B 18 5507

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    [6]

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    Liu D W,Yuan X S,Yan Y,Liu S G 2009 Chin. Phys. B 18 5507

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-20
  • 修回日期:  2010-10-21
  • 刊出日期:  2011-09-15

三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

  • 1. 电子科技大学物理电子学院,成都 610054
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号:10676110)资助的课题.

摘要: 为了打破二维模拟回旋脉塞的一些局限性,研究了电子回旋受激辐射的基本原理,使用唯象的描述方法,以统计物理学为基础,在电子回旋中心坐标系中完成了三维Yee网格模型中对电子注平衡态物理模型的数值建模,并结合PIC方法和FDTD算法进行电子回旋脉塞的数值模拟.为了减少计算时间,在模拟中加入了MPI并行算法,加速比能提高到2.7以上.最后以一个94 GHz的回旋振荡管为例,对它的整体结构进行了模拟,并通过对频谱,功率,工作模式等方面验证了模拟的正确性.

English Abstract

参考文献 (13)

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