张芳
- 作品数：55 被引量：60H指数：5
- 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国工程物理研究院科学技术发展基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 能散度与发射度模块在太赫兹FWTWT模拟中的应用被引量：1
- 2013年
- 研制了三维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE3D的能散度和发射度模块,主要用于评估电子出射速度和方向分布对太赫兹折叠波导行波管(FWTWT)性能的影响。将能散度和发射度模块应用到0.22 THz的FWTWT器件粒子模拟中,结果表明:能散度主要通过改变器件束压范围,使其偏离束波互作用共振电压范围,导致器件性能下降;发射度反映电子发射角的发散,同时影响纵向与横向电子速度,电子横向速度的增加导致其更易碰撞通道内壁,使电子总数下降,导致器件性能下降;若束压保持不变,电子横向速度的增加势必导致轴向速度的减小,破坏束波同步条件,导致器件性能进一步下降。
- 董烨董志伟杨温渊张芳周海京
- 一种太赫兹微电真空折叠波导行波管放大器的慢波结构
- 本发明涉及一种太赫兹微电真空折叠波导行波管放大器的慢波结构，所述慢波结构包括：依次连接的n段折叠波导慢波结构，其中，n为正整数且n≥2，第i段折叠波导慢波结构与第i+1段折叠波导慢波结构满足：g<Sub>i</Sub>＜...
- 张芳束小建董志伟孙会芳
- 文献传递
- 圆柱体的外系统电磁脉冲模拟被引量：3
- 2016年
- 为深入研究具有复杂角分布和能谱分布的系统电磁脉冲(SGEMP)的规律和特性,利用三维全电磁粒子模拟(PIC)程序,并添加相应功能模块——用蒙特卡洛方法实现电子发射的余弦角分布和指数能谱分布。模拟计算光电子由圆柱端面向外发射引起的SGEMP模型,选取2组X射线数据进行计算,并与文献估算结果进行对比。2次计算所得结果量级都与文献结果一致,说明本程序可用于深入研究各种SGEMP问题,为抗核加固和SGEMP效应研究提供基础数据。
- 孙会芳董志伟张芳
- 关键词：角分布
- 系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟研究
- 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—研究无限大介质板法向发射单一能量为2KeV、发射率为3.3e16/cm2/s的光电子,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电...
- 孙会芳董志伟张芳
- 关键词：数值模拟
- 0.22THz微电真空折叠波导行波管的聚焦磁场研究被引量：5
- 2013年
- 在0.22 THz微电真空折叠波导行波管放大器(FWG-TWT)的设计中,为了保证在电子枪中产生的、具有所需电流密度的电子注能够稳定、成型地注入互作用区,并维持较高的电子通过率,需仔细设计磁场聚焦系统。本文在FWG-TWT中使用螺线管线圈和周期永磁聚焦系统(PPM)2种磁场结构来实现电子束流的稳定注入和传输。通过三维仿真软件对此电子光学系统进行模拟计算,重点考察了磁场的初始位置、磁感应强度峰值以及磁体厚度等对电子束传输特性的影响。仿真结果表明,在合理的参数范围内,电子注静态通过率可以接近100%,波动很小,能够实现束流的稳定注入和传输。
- 张芳董志伟
- 关键词：太赫兹THZ折叠波导行波管聚焦磁场
- 0.345 THz微电真空FWG-TWT的电子光学系统被引量：1
- 2015年
- 对于太赫兹微电真空折叠波导行波管(FWG-TWT)放大器,高流通率是试验测试中首先需要达到的技术指标,是器件连续工作时高效束-波互作用的前提。电子光学系统包括电子枪、周期永磁聚焦系统(PPM)和收集极。本文通过对电子枪的高品质束流的产生、PPM对束流的聚焦2个方面研究束流的直流流通率。首先依据Vaughan迭代综合法初步选定电子枪的基本结构尺寸,然后通过粒子跟踪程序及PIC程序对电子枪的结构参数进行仿真优化,初步实现了0.345 THz FWG-TWT放大器所需的束流品质;进行了电子光学系统的电子枪和PPM的一体化数值模拟,研究了电子的直流流通率,最终流通率模拟结果达到100%。
- 张芳董志伟周泉丰束小建
- 关键词：太赫兹电子光学系统
- 345 GHz微折叠波导慢波结构的粗糙度和加工垂直度
- 通过理论和数值模拟方法,考虑金属粗糙度的情况下,研究了加工垂直度公差角在0～6°范围内变化时折叠波导慢波结构的工作性能,结果表明:金属波导表面的粗糙度增大时,慢波结构中电磁信号的传输损耗增大;垂直度公差角的增大也使得电磁...
- 张芳董志伟
- 关键词：折叠波导行波管慢波结构粗糙度
- 文献传递
- 新型高增益太赫兹折叠波导慢波结构被引量：1
- 2018年
- 提出采用分段变参数型折叠波导慢波结构提高器件增益的新方法。结合小信号理论分析和束-波互作用的三维PIC数值模拟,进行分段变参数型慢波结构的理论设计研究。通过0.345THz两段式折叠波导慢波结构的设计实现和模拟验证,结果证明,相同的电子注工作条件下,两段式慢波结构的电子转化效率和饱和功率相对于传统均匀型慢波结构提高了94%,并可以推广应用到多段式。
- 张芳束小建董志伟杨温渊孙会芳
- 关键词：太赫兹折叠波导慢波结构高增益
- 中性化背景等离子体对电子束传输的影响
- 2022年
- 研究复杂环境对束流传输的影响在空间探测及空间物理等领域都有重要意义.相比于在真空中电子束的传输,采用不均匀密度分布的背景等离子体可以使束流在传输过程中所受的箍缩力与发散力之间有更好的平衡,以此实现不同应用场合中电子束流的有效传输.基于实验室实现和契合准备目的,使用粒子模拟(particle-incell,PIC)方法,对不同密度分布的背景等离子体中电子束传输特性进行计算分析.结果表明,在无碰撞条件的中性背景等离子体中,背景等离子体呈1/4sin周期分布更加有利于电子束的稳定传输.
- 曹远昊郝建红张芳赵强范杰清董志伟
- 关键词：柱坐标系
- 等离子体环境引起的卫星表面不等量充电
- 2022年
- 地球同步轨道(GEO)卫星运行在太阳风等离子体环境中时,等离子体造成卫星不同结构(材料不同)表面电荷积累不一致而产生不等量充电效应.利用PIC(particleincell)方法模拟卫星在等离子体环境中的表面电势变化,旨在加深对卫星表面不等量充电物理过程的理解,探索卫星表面充电的PIC研究方法.通过构建卫星结构与太阳能电池板3DPIC模型,计算分析了太阳活动平静期的每块太阳能电池板的电势,探究了卫星不同部位与中心等势体以及太阳能电池板之间的电势差,并对比分析了太阳活动平静期和活跃期的电池板电势.结果表明:卫星不同结构在等离子体环境中的表面充电电位存在差异,不等量充电效应明显.太阳活动的活跃期卫星表面的充电电位和充电速度都远大于太阳活动平静期,这种在极短时间内的高电位充电很容易造成卫星器件损毁.同时证明了PIC方法用于卫星不等量充电方面研究的可行性.
- 郝建红茹彪赵强张芳范杰清董志伟
- 关键词：等离子体PIC方法
