強(qiáng)流電子光學(xué)系統(tǒng)電子軌跡模擬的虛邊界元方法研究.pdf

1、強(qiáng)流電子槍是微波與毫米波電真空器件的重要部件之一，它的設(shè)計(jì)對(duì)于微波毫米波器件的性能有著至關(guān)重要的影響。至目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)成為強(qiáng)流電子槍設(shè)計(jì)的常用手段。本論文從電磁場(chǎng)的計(jì)算方法、電子軌跡模擬的數(shù)學(xué)建模和電子軌跡模擬的程序設(shè)計(jì)三個(gè)方面對(duì)強(qiáng)流電子槍電子軌跡的模擬進(jìn)行了研究，并利用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)了強(qiáng)流電子槍電子軌跡模擬程序VBGUN。本論文的主要工作和創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.詳細(xì)討論了邊界積分方程法計(jì)算電磁場(chǎng)的數(shù)

2、學(xué)模型和矩陣積分方程組的建立方法，對(duì)邊界的離散、網(wǎng)格的劃分、電位的計(jì)算和貯存等過(guò)程分別進(jìn)行了討論。 2.使用了一種新方法，虛邊界元方法用于強(qiáng)流電子槍電子軌跡的模擬，這種方法與邊界元法一樣不須要對(duì)所有場(chǎng)域進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于不封閉場(chǎng)域不須要做特殊處理，從而避免了有限元法和有限差分法的方法缺陷，它具有計(jì)算速度快的優(yōu)勢(shì)，且不存在邊界元法所不可避免的奇異積分。 3.從數(shù)學(xué)上證明了虛邊界元方法，并從理論上對(duì)虛邊界元方法中虛邊界的形狀位置