简介：为了将PIC方法应用于高密度带电粒子系统的模拟,分析研究了TA碰撞算法和Nanbu碰撞算法,详细介绍了这两种碰撞算法的实现过程。给出了计算碰撞散射角的拟合公式,可提高Nanbu碰撞算法的效率。采用这两种碰撞算法分别模拟了等离子体中电子温度的平衡过程,通过与理论解进行比较,发现Nanbu碰撞算法在时间步长较大时,仍然可以得到与理论解吻合较好的模拟结果。最后,采用粒子模拟程序和库仑碰撞算法验证了等离子体双流体方程中动摩擦因数计算公式的正确性。

简介：采用全电磁粒子模拟方法和一维近似模型,考虑电磁脉冲场对康普顿电子运动的影响,数值模拟了早期高空核电磁脉冲产生的自洽过程。给出了理论模型和计算模型,选取了一个计算区域位于源区的算例,比对了自洽处理方法和非自洽处理方法的异同,给出了三个考察点上电场分量的时域波形。结果表明,自洽处理方法会使第1峰值电场强度稍有降低,但对第2和第3峰值电场强度影响不大;同时,自洽处理方法会使第1与第2峰值电场强度之间的时间间隔缩短,但对以后各个峰值电场强度之间的时间间隔影响不大。

简介：提出了一种用于相对论磁控管(RM)中轴向输出线极化TE11同轴波导模式的新型输出结构。该器件采用10谐振腔结构并工作在π模式上,通过合理设计谐振腔结构与输出同轴波导之间的微波提取结构,模拟实现了线极化TE11同轴波导模式的微波输出。与传统全腔提取结构相比,该新型输出结构,不仅能更容易地实现线极化TE11同轴波导模式的微波输出,而且在此基础上能更容易地实现更高频段RM的设计。粒子模拟结果表明:当电压为220kV,磁场为0.4T时,该器件的工作频率为4.38GHz,输出功率为208MW,功率转换效率达到46.6%。

简介：为满足通用蒙特卡罗程序难以处理的特定问题的粒子输运模拟需求，开发了模块化粒子输运蒙特卡罗模拟程序包PHEN。该程序包能够模拟中子、光子、电子及质子与物质相互作用的主要物理过程，具备树结构建模功能、低能带电粒子和反冲质子模拟功能及可定制的数据统计功能。利用PHEN程序包，计算了中子与特定核素作用生成次级光子的产额和平均能量，实现了基于指向概率法的点通量角度谱计算，并建立了中子输运时间特性模拟计算方法。PHEN程序包的基本功能模块可用于粒子输运模拟技术应用研究。