新型电荷守恒算法在大规模粒子模拟中的应用

• 作者: 周海京 杨温渊 董志伟 董烨
• 来源期刊: 太赫兹科学与电子信息学报
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率微波 全电磁粒子模拟 束波互作用 电荷守恒型算法 大规模并行计算
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 电磁场与微波
• 页码范围: 574-580,585
• 页数: 8页
• 分类号: TN102
• 字数: 5628字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11805/TKYDA201604.0574

摘要

介绍了一种粒子沿折线(zigzag-line)运动的守恒型PIC算法在自编三维全电磁粒子模拟大规模并行程序 NEPTUNE3D 中的实现与应用情况。相对于经典 PIC 算法，该算法不需要修正电场，可以避免大型矩阵求逆问题，使得程序鲁棒性更高；相对其他守恒型算法，该算法不需判断语句，代码执行效率更高，更适合大规模并行计算环境。通过与经典 PIC 算法对比，给出采用zigzag-line守恒型 PIC算法的 NEPTUNE3D程序对磁绝缘线振荡器天线一体化模型与太赫兹折叠波导行波管2个实际算例的验证测试结果、应用效果，结果表明：zigzag-line 守恒型 PIC 算法模拟结果正确可靠，相对经典 PIC算法，大大缩短了计算时间，显著提升了器件模拟设计效率。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董志伟	中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所	17	83	6.0	8.0
5	周海京	中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所	13	58	4.0	7.0
9	董烨	中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所	6	39	4.0	6.0
13	杨温渊	中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所	2	4	1.0	2.0