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全三维110GHz和220GHz同轴腔双注回旋管数值模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013
  • 页码:147-153
  • 分类:TN128[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]电子科技大学物理电子学院,成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11175040)资助的课题.
  • 相关项目:负氢离子产生、输运及引出的数值模拟算法研究
中文摘要:

为了打破传统单注回旋管只能产生较低功率的局限性,本文基于自主研发的PIC粒子模拟软件CHIPIC对110 GHz和220 GHz同轴腔双注回旋管进行全三维数值模拟研究.在理论分析同轴双电子注电子枪设计模型和初始参数的基础上通过CHIPIC对其进行优化设计,得到了具有横纵速度比为1.0,最大速度零散约为5.4%的高性能电子束;并将此优化后的双阳极双注电子枪取代传统回旋管数值模拟时采用的回旋发射进行110 GHz和220 GHz双注回旋管整管的数值模拟,并采用MPI四进程并行计算,最终获得了具有双频分别为110 GHz和220 GHz、模式为TE02模、平均输出功率约在70 kW、效率达到8.75%的高性能双注回旋振荡管.

英文摘要:

Since to break the limitation of traditional single anode magnetron injection electron gun can only produce a lower power, this paper, based on an independent research and development of particle simulation software CHIPIC, will take the 110 GHz, 220 GHz coaxial cavity double-beam gyrotron for full three-dimensional numerical simulation study. By theoretical analysis for the initial parameters of the coaxial double-beam electron gun and to optimize the design by CHIPIC, we obtain the high-performance electron beam with the horizontal and vertical velocity ratio of 1.0 and the maximum velocity spread of 5.4%, and use the optimized electron gun to replace the traditional gyrotron emission for numerical simulation of the 110 GHz, 220 GHz gyrotron system, as well as the four-process parallel MPI in computing. Finally we obtain that the double bands are 110 and 220 GHz respectively, a TE02 mode, and the average output power about 70 kW. The efficiency can reach 8.75%for the high performance double-beam gyrotron oscillating tube.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876