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三维电子回旋脉塞的数值模拟研究 被引量：2
1
作者 彭凯 刘大刚 +1 位作者 廖臣 刘盛纲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期221-226,共6页
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... 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94GHz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. 展开更多
关键词 电子回旋脉塞 Yee网格模型 PIC方法 FDTD算法
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改进的三维电磁PIC系统模拟并行算法 被引量：1
2
作者 彭凯 刘大刚 +2 位作者 杨长鸿 刘腊群 夏蒙重 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期732-736,共5页
为了更好地实现对大尺度器件的模拟,以及更系统地验证和解决高功率微波系统在设计和实验中负载变化等影响,在进一步深入研究电磁PIC并行算法的基础上,运用MPI消息传递函数做出了改进。提出了一种整体建模、分段解析的并行算法,并从并行... 为了更好地实现对大尺度器件的模拟,以及更系统地验证和解决高功率微波系统在设计和实验中负载变化等影响,在进一步深入研究电磁PIC并行算法的基础上,运用MPI消息传递函数做出了改进。提出了一种整体建模、分段解析的并行算法,并从并行时序算法入手,通过减少一次同步提高了计算的效率。最后经过一个磁绝缘线振荡器进行验证,改进的算法正确,并且当计算进程数4个增加到16个时,计算速度能提高2.5倍左右。 展开更多
关键词 电磁PIC方法 连接体 并行算法 磁绝缘线振荡器
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超强激光在均匀等离子体中的背向拉曼散射放大机制 被引量：1
3
作者 王媛媛 王羡之 +3 位作者 宋贾俊 张旭 王兆华 魏志义 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期227-232,共6页
使用等离子体背向受激拉曼散射对激光进行放大时,等离子体的密度、温度和长度都会对激光的放大效果产生影响.为了探究等离子体密度对结果的影响,本文使用一维粒子模拟程序模拟了波长为800 nm的泵浦激光入射到均匀等离子体中,等离子体密... 使用等离子体背向受激拉曼散射对激光进行放大时,等离子体的密度、温度和长度都会对激光的放大效果产生影响.为了探究等离子体密度对结果的影响,本文使用一维粒子模拟程序模拟了波长为800 nm的泵浦激光入射到均匀等离子体中,等离子体密度和泵浦光光强对散射光光谱的影响.模拟结果表明,等离子体密度降低会导致散射光的波长变短,而泵浦光的光强在一定范围内降低会增加散射光中背向散射光的比例.通过分析散射光的光强和等离子体的密度,发现前向拉曼散射是等离子体密度变化的原因.模拟结果对等离子体背向受激拉曼散射放大的实验研究具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 等离子体 激光放大 背向拉曼散射 粒子算法
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主动产生等离子体的高速飞行器流场数值模拟
4
作者 王赫昭 郝璐 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第4期124-131,共8页
对于能主动产生等离子体的高速飞行器,其产生的高密度等离子体分布受电磁场影响较大,而常用的等离子体流场数值模拟方法中很少考虑电磁场问题。为了更准确地计算等离子体分布情况,结合基本的流场控制方程和采用双温度模型的热化学非平... 对于能主动产生等离子体的高速飞行器,其产生的高密度等离子体分布受电磁场影响较大,而常用的等离子体流场数值模拟方法中很少考虑电磁场问题。为了更准确地计算等离子体分布情况,结合基本的流场控制方程和采用双温度模型的热化学非平衡方程,形成能计算有化学反应的多组分完全气体流场计算模型,并此在基础上加入PIC算法,以解决已有模型中未考虑电磁场影响的问题。利用该模型,计算了飞行高度为28 km、Ma=6.5的高速飞行器,在能量为60 keV的电子激发后的等离子体分布情况。结果表明主动产生的等离子体在来流作用下能够稳定地包覆在飞行器表面,最高密度达到10^(19)m^(-3)量级,远高于在气动热作用下产生的等离子体密度,说明考虑电磁场的必要性。使用该模型获得的等离子体分布,有助于后续更好地分析飞行器电磁特性。 展开更多
关键词 等离子体流场 流场数值模拟 高速飞行器 热化学非平衡 粒子模拟算法
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用于系统模拟的并行电磁粒子模拟计算技术 被引量：1
5
作者 彭凯 刘大刚 +1 位作者 夏蒙重 刘腊群 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2420-2424,共5页
针对普通并行算法的缺点,给出了连接体与分段建模的基本理论,提出了一种基于分段建模、系统整体模拟的并行电磁模拟计算方法,基于FDTD-PIC方法和消息传递机制在CHIPIC软件中实现了这一算法。并通过一个磁绝线振荡器加天线的简单系统验... 针对普通并行算法的缺点,给出了连接体与分段建模的基本理论,提出了一种基于分段建模、系统整体模拟的并行电磁模拟计算方法,基于FDTD-PIC方法和消息传递机制在CHIPIC软件中实现了这一算法。并通过一个磁绝线振荡器加天线的简单系统验证了分段建模和解析的正确性,并通过对其的模拟和调试得到了天线系统输出的最大的功率6.2GW,证实了此算法的可行性。 展开更多
关键词 FDTD-PIC算法 系统模拟 连接体 并行算法
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“聚龙一号”装置四层圆盘锥磁绝缘传输线的三维粒子模拟研究 被引量：1
6
作者 戴巍 朱旭智 +3 位作者 刘腊群 邹文康 郭帆 刘大刚 《现代电子技术》 北大核心 2015年第3期144-148,共5页
介绍了"聚龙一号"中四层圆盘锥磁绝缘传输线(MITL)的基本理论。在CPIPIC平台上,采用非均匀网格和周期性对称边界条件,建立了"聚龙一号"的四层圆盘锥MITL的三维粒子模拟模型。设置相应的参数并用并行算法模拟得到了... 介绍了"聚龙一号"中四层圆盘锥磁绝缘传输线(MITL)的基本理论。在CPIPIC平台上,采用非均匀网格和周期性对称边界条件,建立了"聚龙一号"的四层圆盘锥MITL的三维粒子模拟模型。设置相应的参数并用并行算法模拟得到了该器件中各层在绝缘堆上和MITL中间位置的电流和汇流后的电流,并与理论和实验数据进行相互对比验证。模拟结果表明整个器件在达到磁绝缘状态后具有很高的传输效率,并与实验结果相互验证,为以后进一步的研究提供了保证。 展开更多
关键词 Z箍缩 磁绝缘传输线 粒子模拟 并行算法
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