留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

  • [1] 王泰春, 贺云汉, 王玉芝. 电磁脉冲导论[M]. 北京: 国防工业出版社, 2011.

    Wang Taichun, He Yunhan, Wang Yuzhi. Introduction to electromagnetic pulse. Beijing: National Defense Industry Press, 2011
    [2] Wenaas E P, Rogers S. Sensitivity of SGEMP to input parameters[J]. IEEE Trans Nuclear Science, 1975, 22(6): 2362-2367. doi: 10.1109/TNS.1975.4328134
    [3] Woods A J, Wennas E P. Scaling laws for SGEMP[J]. IEEE Trans Nuclear Science, 1976, 23(6): 1903-1908. doi: 10.1109/TNS.1976.4328597
    [4] Higgins D F, Lee K S H, Marin L. System-generated EMP[J]. IEEE Trans Antennas and Propagation, 1978, 26(1): 14-22. doi: 10.1109/TAP.1978.1141797
    [5] Carron N J, Longmire C L. Scaling behavior of the time-dependent SGEMP boundary layer[J]. IEEE Trans Nuclear Science, 1978, 25(6): 1329-1335. doi: 10.1109/TNS.1978.4329533
    [6] 周辉, 李宝忠, 王立君, 等. 不同注量X射线系统电磁脉冲响应的数值计算[J]. 计算物理, 1999, 16(2): 157-161. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSWL902.007.htm

    Zhou Hui, Li Baozhong, Wang Lijun, et al. The calculation of SGEMP response in various ranges of X-ray fluence. Chinese Journal of Computational Physics, 1999, 16(2): 157-161 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSWL902.007.htm
    [7] 程引会, 周辉, 李保忠, 等. 光电子发射引起的柱腔内系统电磁脉冲的模拟[J]. 强激光与粒子束, 2004, 16(8): 1029-1032. http://www.hplpb.com.cn/article/id/624

    Cheng Yinhui, Zhou Hui, Li Baozhong, et al. Simulation of system-generated electromagnetic pulse caused by emitted photoelectron in cavity. High Power Laser and Particle Beams, 2004, 16(8): 1029-1032 http://www.hplpb.com.cn/article/id/624
    [8] 周辉, 程引会, 李宝忠, 等. 系统电磁脉冲边界层准稳态特性研究[J]. 强激光与粒子束, 2001, 13(1): 72-75. http://www.hplpb.com.cn/article/id/1535

    Zhou Hui, Cheng Yinhui, Li Baozhong, et al. Characteristics of steady-state SGEMP boundary layer. High Power Laser and Particle Beams, 2001, 13(1): 72-75 http://www.hplpb.com.cn/article/id/1535
    [9] Karzas W J, Latter R. Electromagnetic radiation from a nuclear explosion in space[J]. Phys Rev, 1962, 126(6): 1919-1926. doi: 10.1103/PhysRev.126.1919
  • 加载中
图(6)
计量
  • 文章访问数:  987
  • HTML全文浏览量:  216
  • PDF下载量:  138
  • 被引次数: 0
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

目录

    /

    返回文章
    返回