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系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟

孙会芳 董志伟 张芳

孙会芳, 董志伟, 张芳. 系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 013004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170210
引用本文: 孙会芳, 董志伟, 张芳. 系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 013004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170210
Sun Huifang, Dong Zhiwei, Zhang Fang. Simulation of one-dimensional system generated electromagnetic pulse boundary layer[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 013004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170210
Citation: Sun Huifang, Dong Zhiwei, Zhang Fang. Simulation of one-dimensional system generated electromagnetic pulse boundary layer[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 013004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170210

系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟

doi: 10.11884/HPLPB201830.170210
基金项目: 

中国工程物理研究院科学技术发展基金项目 2014B0403067

详细信息
    作者简介:

    孙会芳(1974-),女,副研究员,硕士,从事高功率微波及电磁脉冲效应研究;sun_huifang@iapcm.ac.cn

  • 中图分类号: TN753.4

Simulation of one-dimensional system generated electromagnetic pulse boundary layer

  • 摘要: 应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2 keV、发射率为3.3×1020 m-2·s-1的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电子所能到达的最大距离约在5.8~7.5 cm之间振荡;发射表面z=0处的电荷密度在(6.0~9.0)×10-6 C/m3之间振荡;表面电场值在50~55 kV/m之间振荡;边界层达到准稳态的时间约为14.0 ns。将稳态模拟结果和理论估算结果进行对比,模拟结果较理论结果更加准确、形象地反映出SGEMP一维边界层的形成过程及稳态结构。
  • 图  1  一维边界层示意图

    Figure  1.  Model sketch of one-dimensional boundary layer

    图  2  计算模型示意图

    Figure  2.  Calculation model sketch

    图  3  初始时刻(0.6 ns)电子相空间分布图

    Figure  3.  Distribution of electron phases at initial time

    图  4  不同时刻的电子实空间分布图

    Figure  4.  Distribution of electrons at different time

    图  5  不同时刻的电荷密度沿z坐标分布图

    Figure  5.  Distribution of charge density along z-axis at different time

    图  6  不同时刻电场沿z坐标分布图

    Figure  6.  Distribution of electric field along z-axis at different time

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-15
  • 修回日期:  2017-09-05
  • 刊出日期:  2018-01-15

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