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基于相对论返波管的全三维PIC/PSO数值优化研究

王辉辉 蒙林 刘大刚 刘腊群 杨超

基于相对论返波管的全三维PIC/PSO数值优化研究

王辉辉, 蒙林, 刘大刚, 刘腊群, 杨超
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  • 本文研究了粒子群优化算法(PSO),在全三维粒子模拟(PIC)软件CHIPIC平台上, 设计了PSO优化模块, 成功研制了PIC/PSO代码.接着,研究了多频(包括单频)微波的输出功率特性, 并根据该特性设计了一类目标函数.采用该类型优化目标函数, 分别对单频与双频相对论返波管(RBWO)进行了模拟优化.模拟优化结果显示:随着优化过程的进行, 单频RBWO的频率特性向单频靠近,双频RBWO的频率特性则向等幅双频靠近,它们的输出功率都逐渐增大. 这表明通过控制该类型目标函数参数,该PIC/PSO代码可分别对单频与双频RBWO进行优化.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11175040, 60971034)资助的课题.
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    Benford J, Swegle J 1992 High power microwave. Boston: Artech House

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    Xu X, Wei Y, Shen F, Yin H, Xu J, Gong Y, Wang W 2012 Phys. Plasma 19 013113

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    Wang D, Qin F, Chen D, Wen J, Jin X 2011 AIP Advance 1 042156

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    Kwok N M, Ha Q P, Liu D, Fang G 2009 IEEE Transactions on Automation Science and Engineering 6 145

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    Sanchez C C, Pantoja M F, Martin R G 2011 IEEE Transactions on Magnetics 47 4761

    [19]

    Xin B, Chen J, Zhang J, Fang H, Peng Z H 2012 IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics-Part C: Applications and Reviews 42 744

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    Zhou J, Liu D, Liao C, Li Z 2009 IEEE Trans. Plasma Sci. 37 2002

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  • [1] 王洪广, 柳鹏飞, 张建威, 李永东, 曹亦兵, 孙钧. 收集极释气对相对论返波管影响的粒子模拟. 物理学报, 2019, 68(18): 185203. doi: 10.7498/aps.68.20190554
    [2] 陈再高, 王建国, 王玥, 乔海亮, 郭伟杰, 张殿辉. 基于粒子模拟和并行遗传算法的高功率微波源优化设计. 物理学报, 2013, 62(16): 168402. doi: 10.7498/aps.62.168402
    [3] 王辉辉, 刘大刚, 蒙林, 刘腊群, 杨超, 彭凯, 夏蒙重. 气体电离的全三维电磁粒子模拟/蒙特卡罗数值研究. 物理学报, 2013, 62(1): 015207. doi: 10.7498/aps.62.015207
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    [16] 王洪广, 翟永贵, 李记肖, 李韵, 王瑞, 王新波, 崔万照, 李永东. 基于频域电磁场的微波器件微放电阈值快速粒子模拟. 物理学报, 2016, 65(23): 237901. doi: 10.7498/aps.65.237901
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    [20] 杨超, 刘大刚, 周俊, 廖臣, 彭凯, 刘盛纲. 一种新型径向三腔同轴虚阴极振荡器全三维粒子模拟研究. 物理学报, 2011, 60(8): 084102. doi: 10.7498/aps.60.084102
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-11
  • 修回日期:  2013-03-13
  • 刊出日期:  2013-07-05

基于相对论返波管的全三维PIC/PSO数值优化研究

  • 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(批准号: 11175040, 60971034)资助的课题.

摘要: 本文研究了粒子群优化算法(PSO),在全三维粒子模拟(PIC)软件CHIPIC平台上, 设计了PSO优化模块, 成功研制了PIC/PSO代码.接着,研究了多频(包括单频)微波的输出功率特性, 并根据该特性设计了一类目标函数.采用该类型优化目标函数, 分别对单频与双频相对论返波管(RBWO)进行了模拟优化.模拟优化结果显示:随着优化过程的进行, 单频RBWO的频率特性向单频靠近,双频RBWO的频率特性则向等幅双频靠近,它们的输出功率都逐渐增大. 这表明通过控制该类型目标函数参数,该PIC/PSO代码可分别对单频与双频RBWO进行优化.

English Abstract

参考文献 (21)

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