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三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

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彭凯, 刘大刚, 廖臣, 刘盛纲. 2011: 三维电子回旋脉塞的数值模拟研究, 物理学报, 60(9): 221-226.
引用本文: 彭凯, 刘大刚, 廖臣, 刘盛纲. 2011: 三维电子回旋脉塞的数值模拟研究, 物理学报, 60(9): 221-226.
shu
2011: Numerical simulation and study of electron cyclotron maser, Acta Physica Sinica, 60(9): 221-226.
Citation: 2011: Numerical simulation and study of electron cyclotron maser, Acta Physica Sinica, 60(9): 221-226.
shu

三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

  • 电子科技大学物理电子学院,成都,610054

Numerical simulation and study of electron cyclotron maser

  • 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.
    Abstract: In this paper,we develop a numerical model of electron cyclotron emission in three-dimensional Yee grid model, combine the FDTD algorithm to simulate electron cyclotron maser, and use the MPI parallel lgorithms to drastically reduce cmputation time. Finally, we simulate a 94GHZ Gyrotron oscillator, and verify its correctness through spectrum, power, operating mode.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-09-30

三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

  • 电子科技大学物理电子学院,成都,610054

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.

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