高功率单孔柱-孔汇聚传输结构的电磁粒子仿真

• 作者: 吴撼宇 张信军 曾正中 邱孟通 郭宁 魏浩
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 磁绝缘 柱-孔汇聚结构 负离子 等离子体
• 年，卷（期）: 2019,（17）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 272-280
• 页数: 9页
• 字数: 6096字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190535

摘要

柱-孔汇聚结构(PHC)附近高功率脉冲电流的损失是脉冲功率技术领域的研究热点,是研制下一代大型脉冲功率装置的技术瓶颈.本文建立了单孔柱-孔汇聚结构的3维仿真模型,采用粒子(PIC)仿真算法,分别在阴极发射电子以及阴极等离子体等情况下,计算了单孔柱-孔汇聚结构的电流传输特性,首次在仿真过程中考虑了阴极负离子的运动对单孔PHC阴阳极间隙闭合的影响.仿真结果表明阴极等离子体导致了阴阳极间距明显地缩短,从而引起电流损失.同时获得了阴极等离子体平均扩展速度为3.76 cm/μs.更为重要的是,当阴极等离子体中含有负离子时,单孔柱-孔汇聚结构电流损失的现象更为显著.同时获得了负离子平均漂移速度约为10 cm/μs.仿真结果显示阴极负离子在PHC阴阳极间隙闭合过程中,同样发挥了显著的作用,是阴阳极间隙闭合的重要因素之一.研究结果有助于深入理解高功率PHC电流损失的物理机理,也可为高功率PHC的设计提供重要理论基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曾正中	西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室	51	343	12.0	15.0
2	吴撼宇	西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室	25	90	5.0	9.0
3	郭宁	西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室	17	81	6.0	7.0
4	邱孟通	西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室	28	56	4.0	6.0
5	张信军	西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室	20	54	4.0	6.0