基于PIC方法的強(qiáng)流粒子束空間電荷效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著高功率脈沖技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)流粒子束廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)科學(xué)研究活動(dòng)中。隨著束流品質(zhì)要求的提高，空間電荷效應(yīng)成為實(shí)際工作中必須考慮的內(nèi)容。強(qiáng)流帶電粒子束中最基本的問(wèn)題是空間電荷效應(yīng)和由此產(chǎn)生的對(duì)傳輸電流的限制。其次由空間電荷效應(yīng)引起的強(qiáng)流束在等離子體中輸運(yùn)的不穩(wěn)定性也是各種粒子輸運(yùn)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)問(wèn)題。
　　 本文基于PIC方法，編寫(xiě)了HUSTPIC軟件用于計(jì)算束流的空間電荷效應(yīng)，模擬束流在自由空間中運(yùn)動(dòng)，觀察由于空間電荷力的

2、作用，而帶來(lái)的各項(xiàng)參數(shù)的變化。并使用程序模擬了等離子體中的雙流不穩(wěn)定性，有效地顯示了束流輸運(yùn)過(guò)程中空間電荷力所導(dǎo)致的非線性過(guò)程。最后采用數(shù)值算法模擬計(jì)算了一維空間電荷限制流，得到了一維極限電流下的空間電勢(shì)和空間電荷的分布。
　　 在實(shí)際的模擬應(yīng)用中，使用該軟件可以清晰直觀的觀察到束流在漂移空間運(yùn)行中的狀態(tài)變化，得到束流的各項(xiàng)參數(shù)，并可方便的查看每一時(shí)刻的束流數(shù)據(jù)，非常便于研究束流的整體行為和各項(xiàng)效應(yīng)。模擬的效果顯示，該軟件具有良