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基于随机粒子仿真的海上搜寻区域确定 被引量:12
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作者 肖方兵 尹勇 +1 位作者 金一丞 张新宇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第3期34-39,共6页
为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域。在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数... 为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域。在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数据以及风压系数中的不确定性因素对目标漂移的影响,建立了搜寻目标整体漂移模型。采用该整体漂移模型对落水人员漂移区域进行了数值预测仿真。仿真结果表明:随机粒子仿真法能准确预测搜寻区域,较好地利用现有的环境数据库信息,实时计算搜寻区域的包含率,生成指定时刻的概率分布图,相比于采用传统解析方法预测搜寻区域约缩小1/2。 展开更多
关键词 水路运输 海上搜救 随机粒子仿真 漂移模型 搜寻区域
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气—固两相自由射流的粒子仿真方法 被引量:6
2
作者 黄琳 刘君 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期9-12,共4页
采用粒子仿真方法直接跟踪颗粒相运动轨迹 ,采用NND格式求解NS方程 ,数值模拟了气—固两相自由射流流场。计算结果表明 ,将粒子仿真与CFD方法相结合是研究气—固两相流动问题的有效途径。
关键词 气-固两相自由射流 粒子仿真 两相流动 NS方程 CFD方法 固体火箭发动机
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三维喷流流场中固体颗粒效应的粒子仿真方法研究 被引量:1
3
作者 黄琳 刘君 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期63-65,94,共4页
采用粒子仿真跟踪颗粒相运动轨迹 ,采用高效 ENO格式求解 NS方程 ,数值模拟了有攻角条件下含颗粒相的横向喷流与超音速物体绕流形成的干扰流场。结果表明上述方法是研究气 -固两相流动的有效途径 ,颗粒相存在对喷流流场结构及物体所受... 采用粒子仿真跟踪颗粒相运动轨迹 ,采用高效 ENO格式求解 NS方程 ,数值模拟了有攻角条件下含颗粒相的横向喷流与超音速物体绕流形成的干扰流场。结果表明上述方法是研究气 -固两相流动的有效途径 ,颗粒相存在对喷流流场结构及物体所受的气动力和气动热具有一定影响。 展开更多
关键词 喷流流场 固体颗粒效应 粒子仿真 喷流干扰 航天飞机 飞行控制
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大气压氩气介质阻挡放电特性的一维粒子仿真
4
作者 孙安邦 刘天旭 +1 位作者 叶书荣 李昊霖 《南昌大学学报(理科版)》 CAS 北大核心 2022年第1期16-23,31,共9页
介质阻挡放电(DBD)是产生低温等离子体的一种常见放电方式。本文建立了大气压下氩气DBD的一维PIC/MCC模型,采用了粒子自适应权重(APM)以及基于OpenMPI的并行计算策略,考虑了带电粒子在介质板上的积累以及复合反应。本文针对频率500 kHz... 介质阻挡放电(DBD)是产生低温等离子体的一种常见放电方式。本文建立了大气压下氩气DBD的一维PIC/MCC模型,采用了粒子自适应权重(APM)以及基于OpenMPI的并行计算策略,考虑了带电粒子在介质板上的积累以及复合反应。本文针对频率500 kHz,幅值电压3 kV正弦电压激励下放电的时空演化特性进行仿真研究,得到了其汤森放电、辉光放电等阶段中的放电特征,研究了电压幅值、气隙间距、介质板介电常数等参数对放电特性的影响。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 氩气 粒子仿真 复合 放电特性
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机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法研究 被引量:3
5
作者 李海 冯开泓 +1 位作者 杨文恒 金明 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2945-2954,共10页
该文提出一种机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法。该方法基于T-Matrix方法以及天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF),首先利用WRF建模仿真气象场景;其次考虑降水粒子为球形条件下,结合T-Matrix方法和微物理特... 该文提出一种机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法。该方法基于T-Matrix方法以及天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF),首先利用WRF建模仿真气象场景;其次考虑降水粒子为球形条件下,结合T-Matrix方法和微物理特性计算6种降水粒子反射率因子;最后应用雷达气象方程获得6种类型降水粒子回波信号,实现机载极化气象雷达降水粒子回波信号仿真。仿真结果表明,该方法的仿真结果可准确反映气象特征,与实测数据的对比分析进一步证实了所提方法的有效性、可靠性。 展开更多
关键词 机载极化气象雷达 天气预报 T-MATRIX 降水粒子回波仿真
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基于8051 IP核的单粒子翻转故障注入与仿真方法 被引量:1
6
作者 梁博 刘锦辉 +3 位作者 熊涔 刘珉强 陈煜 谭雯丹 《现代应用物理》 2023年第3期202-209,共8页
太空中的单粒子效应会对电子器件造成损伤,地面模拟是评估器件抗辐射性能的有效途径。现有的模拟方法大多是基于器件的物理底层模型进行电流源脉冲故障注入,不适用于百万门级大规模集成电路(very large scale integration,VLSI)。针对... 太空中的单粒子效应会对电子器件造成损伤,地面模拟是评估器件抗辐射性能的有效途径。现有的模拟方法大多是基于器件的物理底层模型进行电流源脉冲故障注入,不适用于百万门级大规模集成电路(very large scale integration,VLSI)。针对该问题,提出了一种从器件高层行为模型注入单粒子翻转故障的方法,并基于8051 IP核进行了单粒子一位翻转和连续两位翻转的仿真和实验比较。研究结果表明,单粒子翻转故障可直接注入到器件的高层来评估系统的抗单粒子性能。 展开更多
关键词 辐射效应 粒子翻转 故障注入 8051 IP核 粒子翻转仿真 系统错误率
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电推进粒子模拟中并行化方法研究综述 被引量:2
7
作者 任军学 潘若剑 +1 位作者 毛仁凡 汤海滨 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期150-170,共21页
电推进装置的粒子模拟手段由于其第一性强、物理假设少的特点,可以很好地保留推力器的各种非线性物理过程性质,但计算负担极大,并行计算是一种有效方法计算时间的方法。本文总结了国内外研究现状;分析了粒子算法中并行计算的计算机实现... 电推进装置的粒子模拟手段由于其第一性强、物理假设少的特点,可以很好地保留推力器的各种非线性物理过程性质,但计算负担极大,并行计算是一种有效方法计算时间的方法。本文总结了国内外研究现状;分析了粒子算法中并行计算的计算机实现,对并行计算的基础进行了介绍;针对并行计算中的关键技术问题,即粒子部分的并行算法设计、电磁场求解的并行算法设计和计算负载均衡问题进行了概述;最后对电推进装置中并行计算方法进行了总结和展望。 展开更多
关键词 电推进 粒子仿真 并行计算 电磁场求解 负载均衡
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针-板空气间隙流注放电起始过程的三维PIC/MCC仿真研究 被引量:9
8
作者 李晗蔚 孙安邦 +3 位作者 张幸 姚聪伟 常正实 张冠军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期128-137,共10页
流注放电作为自然界中闪电传播的预电离机制、高压输变线路间长空间间隙放电的重要初始阶段,在工业领域存在诸多潜在应用,近年来引起人们越来越多的关注.流注放电具有典型的多尺度、非线性的放电特征,实验观测中多呈现出分叉等不规则结... 流注放电作为自然界中闪电传播的预电离机制、高压输变线路间长空间间隙放电的重要初始阶段,在工业领域存在诸多潜在应用,近年来引起人们越来越多的关注.流注放电具有典型的多尺度、非线性的放电特征,实验观测中多呈现出分叉等不规则结构.为了研究其微观结构特性和行为特征,本文采用三维粒子仿真模型(PIC/MCC),着重研究了流注从针型正电极的起始和发展过程.模型采用了可变自适应网格、可变粒子权重以及并行计算等技术,有效地降低了三维粒子仿真的计算时间.通过调节针型电极上的施加电压幅值、改变气体组分及调整电极形状尺寸等,研究了放电参数变化对流注放电的分叉结构、半径等行为的影响.模拟结果表明:随着电压的升高,流注的半径及分叉数目增加;对比不同气体组分(纯氧以及不同比例氮氧混合气体),发现其对流注的分叉数目影响较为显著;针型电极结构直接影响了流注的起始时间和形貌. 展开更多
关键词 流注放电 三维粒子仿真 针-板电极
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真空沿面闪络全局模型与数值仿真综述 被引量:1
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作者 孙光宇 张建威 +7 位作者 杨雄 王超 张舒 郭宝烘 黄昆 连汝慧 宋佰鹏 张冠军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3792-3802,共11页
数值模拟技术广泛应用于真空沿面闪络机理及其抑制的研究中。文章回顾总结了真空沿面闪络全局模型与数值仿真所涉及的物理过程、常用建模方法、技术难点以及相应解决手段,并对真空闪络数值仿真的后续发展进行了讨论。首先介绍了基于二... 数值模拟技术广泛应用于真空沿面闪络机理及其抑制的研究中。文章回顾总结了真空沿面闪络全局模型与数值仿真所涉及的物理过程、常用建模方法、技术难点以及相应解决手段,并对真空闪络数值仿真的后续发展进行了讨论。首先介绍了基于二次电子发射雪崩理论的真空闪络全局模型,详细分析阴极三结合点处电子发射、介质表面二次电子倍增、介质表面气体解吸附以及最终沿面等离子体形成所包含的各物理过程,并按照闪络起始、发展和击穿,分3阶段介绍了对应粒子仿真所采用的建模理论、算法细节与仿真研究所得结果,主要包括阴极三结合点场致电子发射、介质二次电子发射、解吸附气体输运、电子−中性粒子碰撞等物理过程。文章随后回顾了基于全局模型的真空闪络抑制方法,主要包括通过电场优化降低场致发射,构造阻碍二次电子崩发展的表面微结构,以及抑制介质气体解吸附,并讨论了数值仿真在闪络抑制手段验证、开发中的重要作用。最后针对性地对其它非粒子模拟的分阶段闪络建模方法及其后续发展进行了讨论,包括动理学模型、流体模型、混合仿真模型以及体内体表联合模型。 展开更多
关键词 沿面闪络 真空 二次电子发射 阴极三结合点 粒子仿真
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核电循环泵齿轮箱强制喷射润滑仿真研究
10
作者 李宏天 冯成程 +2 位作者 董庆兵 魏静 何东 《机械传动》 北大核心 2022年第10期1-9,共9页
通过合理简化核电循环泵齿轮箱的三维模型,采用运动粒子半隐式方法对核电齿轮箱强制喷油润滑流场进行仿真模拟,精确、快速地获取齿轮箱内部复杂流场运动状态,研究了喷油角度、供油压力等喷射参数对箱体内油液流动特性的影响;分析了内、... 通过合理简化核电循环泵齿轮箱的三维模型,采用运动粒子半隐式方法对核电齿轮箱强制喷油润滑流场进行仿真模拟,精确、快速地获取齿轮箱内部复杂流场运动状态,研究了喷油角度、供油压力等喷射参数对箱体内油液流动特性的影响;分析了内、外啮合区域附近油液粒子的参数变化以及油液分布对行星齿轮润滑行为的影响机制。结果表明,高速粒子主要集中于外啮合区域,低速粒子主要分布在齿圈表面以及内啮合区域;喷射参数对内、外啮合区粒子流动性的影响不同,强制润滑的优化设计需协同考虑不同区域的润滑特性。 展开更多
关键词 核电齿轮箱 喷射润滑 移动粒子仿真 流场分析
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高速动车组齿轮箱内部流场仿真分析及搅油损失计算 被引量:6
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作者 冯成程 董庆兵 +1 位作者 魏静 朱万刚 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期101-110,共10页
为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态,通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型,采用运动粒子仿真(Moving Particle Simulation,MPS)开展仿真分析。基于箱体内部油液不同瞬时分布状态,... 为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态,通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型,采用运动粒子仿真(Moving Particle Simulation,MPS)开展仿真分析。基于箱体内部油液不同瞬时分布状态,研究正、反转工况、油液浸没深度和润滑油黏度等参数对齿轮箱内部流场分布的影响;计算齿轮副在不同工况下的搅油损失,并分析不同因素对齿轮副搅油损失的影响。结果表明:小齿轮逆时针旋转时油液到达啮合区更快,且啮合区油液粒子更多,有利于啮合区的润滑;小齿轮顺时针旋转时油液更易在箱体内部扩散;当浸油量增加时,飞溅润滑油量增加,高速度的油液粒子数明显增多,搅油损失也随之增大,其中润滑油的黏度对轴承孔进油量和搅油损失有较大影响。 展开更多
关键词 齿轮箱 流场 粒子仿真 搅油损失
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PIV亚像素匹配精度及粒子大小和浓度的影响
12
作者 李超 蒋暑民 +2 位作者 马洪余 戴德君 黄传江 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期9-19,共11页
利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚... 利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚像素位移算法的匹配精度几乎不随匹配窗口的增大而改变,两种算法匹配精度均在0.1个像素内。分析存在理想涡旋的粒子图像发现:二次多项式曲面拟合法的匹配精度约为0.2个像素,基于梯度亚像素位移算法的匹配精度约为0.05个像素。以二次多项式曲面拟合法为例,探讨了粒子大小和浓度对测量结果的影响,发现匹配窗口越大,最合适的粒子浓度范围就越大,这与不同匹配窗口包含的粒子图像灰度值信息量不同有关。在粒子大小方面,不同匹配窗口下,粒子直径为3个像素时误差均较小,表明PIV实际使用时,选择大小为3个像素的粒子为宜。将2种亚像素匹配算法应用到水槽实验获取的PIV影像分析中,均能得到较好的效果。 展开更多
关键词 亚像素匹配精度 二次多项式曲面拟合法 基于梯度的亚像素位移算法 仿真粒子直径与浓度
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基于粒子模拟的X波段磁控管频谱畸变改进
13
作者 穆建中 牛文斗 +4 位作者 肖鹏斌 马正军 赵杰 马志成 王世健 《真空电子技术》 2023年第4期13-20,共8页
针对一种X波段磁控管工作模式的频谱畸变问题,以谐振系统互作用空间结构参数和整管工作参数、冷热测数据为基础,基于CST微波工作室的粒子模拟仿真模块,建立了该管芯的基础数据三维模型;以阴极轴向高度、阴极发射面直径、阴极发射与工作... 针对一种X波段磁控管工作模式的频谱畸变问题,以谐振系统互作用空间结构参数和整管工作参数、冷热测数据为基础,基于CST微波工作室的粒子模拟仿真模块,建立了该管芯的基础数据三维模型;以阴极轴向高度、阴极发射面直径、阴极发射与工作磁场、工作阳极电压为变量,通过对各参数组合的整管粒子模拟过程信息和仿真结果的比较,分析工作状态时该管的谐振腔与输出波导内各模式振荡建立与稳定时的相对幅度与工作频率变化,发现阴极尺寸、阴极发射与工作磁场的不匹配,导致工作模式分裂或过强的竞争模式对工作模式的干扰,使工作模式频谱畸变。通过优化管芯主要结构参数与工作参数,适当增加阴极轴向高度和阴极直径,降低阴极表面轴向磁场,选取合理的阴极热发射范围,解决了该管工作模式的频谱畸变问题。 展开更多
关键词 磁控管频谱畸变 模式竞争 粒子模拟仿真 结构参数和工作参数 优化改进
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低功率平板型霍尔推力器等离子体束流加速机制研究
14
作者 薛舒文 苗鹏 +3 位作者 王伟宗 刘伟 李亦非 张广川 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期269-278,共10页
为揭示平板型霍尔推力器的束流加速机理,并以此为基础提供推力器的性能优化方法,本文采用法拉第探针、E×B探针及推力架实验系统研究了平板型霍尔推力器在不同工况下的束流特性及推力器性能参数变化规律,并利用粒子网格法仿真获得... 为揭示平板型霍尔推力器的束流加速机理,并以此为基础提供推力器的性能优化方法,本文采用法拉第探针、E×B探针及推力架实验系统研究了平板型霍尔推力器在不同工况下的束流特性及推力器性能参数变化规律,并利用粒子网格法仿真获得了微观等离子体放电特征参数分布规律。研究表明,平板型霍尔推力器束流呈现出特有的“山”字形形貌,束流发散半角在所测量流量下约为70°,且随流量增大而增大,而电离加速区域分离的过程导致束流离子能量随流量增大先增大后减小。性能测试结果显示,平板型霍尔推力器随流量增大多价电离显著,电压利用率和工质利用率的提高平衡了电流利用率和束流发散效率的降低,使得其比冲和阳极效率随流量增大而提高。 展开更多
关键词 低功率霍尔推力器 外部放电 束流特性 电离加速区分离 粒子网格法仿真
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Vaughan二次电子发射模型的深入研究与拓展 被引量:11
15
作者 游检卫 张剑锋 +1 位作者 李韵 王洪广 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3035-3039,共5页
当前国际上基于Vaughan二次电子模型的材料数据库十分丰富,且其数据均经过大量实验验证,具有很高的实验精度和可信度。为了将这些数据库融入到自主开发的电磁粒子联合模拟平台,完善和提高电磁粒子混合算法的计算精度,在对经典Vaughan模... 当前国际上基于Vaughan二次电子模型的材料数据库十分丰富,且其数据均经过大量实验验证,具有很高的实验精度和可信度。为了将这些数据库融入到自主开发的电磁粒子联合模拟平台,完善和提高电磁粒子混合算法的计算精度,在对经典Vaughan模型做了深入研究的基础上,成功地推导出产生二次电子数目的计算方法。此外,为了使经典Vaughan二次电子发射理论更便捷和完整地应用到实际工程应用当中,还对二次电子出射能量以及二次电子出射角度的计算等实际问题做了进一步的拓展性研究。数值计算结果验证了拓展后Vaughan模型算法的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 二次电子发射模型 Vaughan模型 电磁粒子仿真 出射能量 出射角度
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热阴极径向温度非均匀性对本征发射度的影响 被引量:2
16
作者 彭宇飞 秦臻 +6 位作者 张篁 陈弹蛋 刘平 杨安民 李建北 龙继东 石金水 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期127-131,共5页
从热发射理论出发,推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的一般计算形式。针对一种最常见的温度径向分布近似模型,给出了均方根发射度随温度非均匀性变化趋势的理论数值解。基于有限差分法粒子仿真技术统计了热阴极的本征发射度,仿... 从热发射理论出发,推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的一般计算形式。针对一种最常见的温度径向分布近似模型,给出了均方根发射度随温度非均匀性变化趋势的理论数值解。基于有限差分法粒子仿真技术统计了热阴极的本征发射度,仿真结果与理论解一致,验证了非均匀发射热阴极本征均方根发射度一般形式的正确性。结果表明,径向温度非均匀性引起均方根发射度显著变化,非均匀系数为10%时引起均方根发射度下降约15%。本文建立的理论形式和仿真方法可以有效评估束流品质控制目标和工程热设计之间的依赖关系,以指导高效费比的工程设计。 展开更多
关键词 热阴极 有限差分电磁场粒子仿真 本征发射度 温度非均匀性 阴极寿命
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含缺陷固体发动机两相流场计算方法研究
17
作者 葛爱学 许少华 薛相海 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期21-26,共6页
通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两... 通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两相流动中颗粒相对气体流动的影响。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 裂纹 粒子仿真 两相流场 计算 流场
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表面粗糙度对热阴极本征发射度的影响
18
作者 彭宇飞 秦臻 +5 位作者 彭小钰 刘平 陈弹蛋 李建北 龙继东 石金水 《真空电子技术》 2019年第6期67-71,79,共6页
本文推导了热阴极表面粗糙特征影响均方根本征发射度的理论形式,并结合仿真方法分析了粗糙幅度、周期以及外加电场对束流发射度的影响。首先,针对二维余弦表面形貌,首次推导了粗糙特征影响热阴极本征发射度的完整理论形式。理论解表明... 本文推导了热阴极表面粗糙特征影响均方根本征发射度的理论形式,并结合仿真方法分析了粗糙幅度、周期以及外加电场对束流发射度的影响。首先,针对二维余弦表面形貌,首次推导了粗糙特征影响热阴极本征发射度的完整理论形式。理论解表明发射度随着粗糙幅度增加而增加,随粗糙周期增加而降低,随外加电场近似为正比关系。随后,基于有限差分粒子仿真程序YYPICMC,分析了二维余弦表面粗糙特征对本征发射度的影响,仿真结果与理论解有显著差异:当粗糙幅度增加到一定值后,发射度增长系数趋于平缓;当粗糙周期很小时,发射度增长系数也趋于一个较低的值,而非随着周期减小而迅速增大。结合发射电流随粗糙特征的变化、粒子轨迹随外电场的变化以及空间电荷效应对发射度增长的影响,对引起这种差异的机制进行了深入分析,结果表明这种差异是由理论解本身的局限性造成时。最后,针对理论模型的局限性,提出了引入“曲面比效应”和“初始粒子损失效应”改进“发射度-粗糙度”理论模型的思路。 展开更多
关键词 热阴极 有限差分 电磁场粒子仿真 本征发射度 粗糙度
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强流脉冲电子束源陶瓷真空界面闪络特性及其抑制技术研究 被引量:2
19
作者 荀涛 孙晓亮 +7 位作者 朱效庆 王朗宁 李慧勤 杨汉武 刘金亮 张军 张建德 钟辉煌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期6796-6805,共10页
作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次... 作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次电子发射系数、二次电子倍增与碰撞电离等过程,仿真研究表面二次电子发射系数、表面解吸附气体、表面积聚电荷等因素对陶瓷沿面闪络的影响;在此基础上,结合工程样机,分别从降低表面二次电子发射系数和抑制二次电子倍增的角度,提出高温涂层和表面非周期波纹提高陶瓷耐压水平、抑制闪络的方法。在500k V、100ns、20Hz重频长脉冲平台上分别对上述2种表面处理的陶瓷真空界面开展耐压测试,结果显示:表面涂层和表面非周期波纹结构均可提高脉冲条件下陶瓷闪络电压,闪络电压提升幅度分别为12.4%和14.7%,且重频运行稳定。论文研究工作为强流脉冲功率领域陶瓷真空界面的设计与运行提供了重要参考。 展开更多
关键词 强流电子束源 陶瓷真空界面 沿面闪络 粒子仿真 表面处理 耐压测试
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焊接用三极电子枪设计及电磁聚焦系统研究 被引量:8
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作者 张业成 周琦 彭勇 《机械制造与自动化》 2017年第4期9-11,26,共4页
研究了150 kV焊接用三极电子枪的束流发生、静电聚焦和磁聚焦过程。基于电子光学理论和三维粒子仿真分析,设计了电子枪静电聚焦系统和磁聚焦系统,建立了适合电子束焊接使用的聚焦距离150~350 mm范围内焦点位置连续可调的电子枪模型。针... 研究了150 kV焊接用三极电子枪的束流发生、静电聚焦和磁聚焦过程。基于电子光学理论和三维粒子仿真分析,设计了电子枪静电聚焦系统和磁聚焦系统,建立了适合电子束焊接使用的聚焦距离150~350 mm范围内焦点位置连续可调的电子枪模型。针对现有焊接电子枪手动调焦效率低、焦点位置不易精确控制的问题,通过磁聚焦理论与三维粒子仿真相结合,研究了聚焦电流对应聚焦距离的变化过程,建立了聚焦距离与聚焦电流的非线性函数模型,可为电子枪聚焦的精确控制提供依据。 展开更多
关键词 电子枪 电磁聚焦 聚焦精确控制 焦点位置波动 三维粒子仿真
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