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题名新型电荷守恒算法在大规模粒子模拟中的应用
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作者
董烨
董志伟
周海京
杨温渊
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机构
中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所
中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心
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出处
《太赫兹科学与电子信息学报》
2016年第4期574-580,585,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11305015,11475155,61201113,11371067)
中国工程物理研究院太赫兹科学技术研究中心基金资助项目(T2014-06-0309)
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文摘
介绍了一种粒子沿折线(zigzag-line)运动的守恒型PIC算法在自编三维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE3D中的实现与应用情况。相对于经典PIC算法,该算法不需要修正电场,可以避免大型矩阵求逆问题,使得程序鲁棒性更高;相对其他守恒型算法,该算法不需判断语句,代码执行效率更高,更适合大规模并行计算环境。通过与经典PIC算法对比,给出采用zigzag-line守恒型PIC算法的NEPTUNE3D程序对磁绝缘线振荡器天线一体化模型与太赫兹折叠波导行波管2个实际算例的验证测试结果、应用效果,结果表明:zigzag-line守恒型PIC算法模拟结果正确可靠,相对经典PIC算法,大大缩短了计算时间,显著提升了器件模拟设计效率。
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关键词
高功率微波
全电磁粒子模拟
束波互作用
电荷守恒型算法
大规模并行计算
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Keywords
high power microwave
fully electromagnetic Particle-In-Cell simulation
beam-wave interaction
charge-conservation method
large-scale parallel computation
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分类号
O441.1
[理学—电磁学]
TN752
[电子电信—电路与系统]
TN124
[电子电信—物理电子学]
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