张殿辉 作品数:18 被引量:66 H指数:6 供职机构: 西北核技术研究所 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 中国博士后科学基金 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 核科学技术 自动化与计算机技术 更多>>
等离子体粒子模拟带电粒子推进算法校正 被引量:3 2005年 结合带电粒子回旋运动、漂移运动和螺旋-漂移运动三种典型的运动方式,对现有等离子体粒子模拟的粒子推进算法进行了数值试验和误差分析,通过校正差分格式中的回旋系数和半加速系数,得到了一套完整的校正算法。该校正算法不仅提高了计算精度,而且在确保数值稳定性的前提下降低了对粒子模拟时间步长的要求,从而显著提高计算效率,特别适用于强磁场大尺寸等离子体器件的模拟。 李永东 刘纯亮 张殿辉 王建国关键词:等离子体 时间步长 欧姆损耗对太赫兹频段同轴表面波振荡器的影响 2015年 为了研究欧姆损耗对太赫兹波段真空电子器件工作特性的影响,本文推导了2.5维全电磁粒子模拟软件UNIPIC的表面阻抗边界条件,并采用软件对不同金属材料慢波结构的同轴结构表面波振荡器进行了数值模拟研究,分析了不同金属材料慢波结构器件的输出功率与电导率的关系,模拟结果表明:金属电导率对器件的输出功率有非常大的影响,对于0.14 THz同轴表面波振荡器,铜材料和不锈钢材料慢波结构器件的输出功率分别下降13.4%和63.9%,起振时间分别延迟0.4 ns和15 ns. 陈再高 王建国 王玥 张殿辉 乔海亮关键词:太赫兹 CPML截断2.5维问题中圆柱波导开放边界的应用 2005年 为了解决高功率微波(HPM)源模拟中圆柱波导开放边界的截断问题,研究了柱坐标系下卷积完全匹配层(CPML)吸收边界,给出了CPML中电磁场的差分方程和轴边界条件,并进行了数值验证.在不同频率和模式的激励源作用下,模拟了2.5维问题中CPML截断圆柱波导开放边界的性能,相对误差最大值都小于-90dB.在2.5维电磁PIC软件中引入CPML方法,模拟计算了相对论返波管.结果表明,CPML在截断波导开放边界方面的性能远好于Mur型吸收边界条件. 王玥 王建国 张殿辉关键词:圆柱波导 相对论返波管 吸收边界条件 完全匹配层 柱坐标系 PIC 卷积完全匹配层截断3维金属矩形波导的应用研究 被引量:9 2005年 讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求,分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点,选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发,构造了未分裂形式的PML,用傅里叶变换的卷积定理,导出了直角坐标系下卷积完全匹配层(CPML)介质中电磁场的迭代形式的离散方程。在不同频率和模式激励源作用下,模拟计算了CPML截断矩形波导开放边界的性能,数值结果表明最大相对误差都小于-70 dB,远好于Mur吸收边界的截断效果。 王玥 王建国 张殿辉关键词:时域有限差分 矩形波导 3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D 被引量:6 2010年 介绍了自行研制的3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D。在该软件中,电磁场量用二阶精度的时域有限差分方法迭代,粒子用相对论牛顿-洛仑兹力方程推进。该软件拥有复杂器件的几何建模和网格自动剖分的功能,具有模拟相对论返波管、虚阴极振荡器、磁绝缘线振荡器等高功率微波器件的能力。且该软件具有强大的后处理功能,可以显示电场、磁场、电流、电压、功率、频谱、粒子相空间等。在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果进行比较,验证了UNIPIC-3D软件的正确性。 陈再高 王建国 张殿辉 王玥 刘纯亮 李永东 王洪广 乔海亮 袁媛关键词:并行计算 高功率微波 时域有限差分 X光优化屏蔽问题的快速计算分析 应用蒙特卡罗程序(MCNP4B)和基于“窄束衰减法则”的分析方法,本文研究分析了单层和多层材料对黑体辐射X光的屏蔽优化问题,计算了X光穿透屏蔽材料的能通量及相应在硅材料中的总电离剂量(TID),给出了X屏蔽优化设计的一种... 张殿辉 牛胜利 陈雨生关键词:蒙特卡罗 X光 文献传递 相对论返波管超辐射产生与辐射的数值模拟研究 被引量:3 2014年 本文研究了相对论返波管产生X波段超辐射问题,产生中心频率为9.25 GHz的电磁脉冲,并在相对论返波管的输出端直接接入VLASOV辐射天线.提出将粒子模拟软件UNIPIC与自行研制的天线辐射模块相结合,实现超辐射现象微波的产生以及辐射的全过程模拟,并研究了输出功率随注入波脉冲以及填充稀有气体气压的变化.模拟结果表明,器件的峰值功率可以达到3.68 GW,瞬时效率超过100%,VLASOV天线在斜切角为20?时,天线的增益达到15.5 dB,在1 km处的功率密度可达到0.728 W/cm2. 陈再高 王建国 王玥 朱湘琴 张殿辉 乔海亮关键词:超辐射 相对论返波管 VLASOV 基于粒子模拟和并行遗传算法的高功率微波源优化设计 被引量:7 2013年 提出了基于粒子模拟和并行遗传算法的高功率微波源优化设计方法,以全电磁粒子模拟软件UNIPIC模拟的高功率微波器件输出功率作为适应度函数,采用浮点数编码的遗传算法对高功率微波源器件进行优化.采用该算法,对相对论返波管的布拉格反射器位置以及高度进行了浮点数编码,然后在巨型机上进行参数的全局优化,获得了该返波管布拉格反射器的全局最优参数. 陈再高 王建国 王玥 乔海亮 郭伟杰 张殿辉关键词:并行遗传算法 相对论返波管 高功率微波源 全局稳定性一致的共形卷积完全匹配层 被引量:2 2013年 在正交网格体系中建立物理模型共形描述的基础上,针对采用扩展元胞技术的共形时域有限差分(ECT-CFDTD)方法模拟计算波导器件遇到的开放端口截断问题,给出了积分形式的共形卷积完全匹配层方法,算法具有与ECT-CFDTD相同的数值稳定性。设置不同的完全匹配层的控制参数,对波导中有消逝波存在的情况进行长时间模拟计算,分析共形卷积完全匹配层对消逝波的长效截断能力,分析卷积完全匹配层的截断误差。计算结果显示:积分形式的共形卷积完全匹配层可有效截断波导器件的开放端口。 王玥 王建国 张殿辉 陈再高 蔡利兵 乔海亮关键词:波导 共形 通用二维半导体器件模拟软件的设计 被引量:9 2007年 介绍自行研制的通用二维半导体器件模拟软件GSS,该软件的求解器同时实现了漂移扩散模型和流体动力学模型,可对多种材料、不同结构的器件进行稳态和瞬态计算.作为算例,应用该软件对NPN三极管和MESFET管进行了数值模拟,给出了IV曲线、电子密度分布和温度变化等. 贡顶 王建国 张殿辉 张相华 韩峰 童长江 张茂钰关键词:TCAD 漂移扩散模型