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磁绝缘形成过程的守恒模型

强激光与粒子束 2012年第8期24卷 2013-2016页

作者：王辉辉蒙林刘大刚杨超彭凯电子科技大学物理电子学院成都610054

理论分析了平行板、同轴、共心同轴圆锥3种典型传输线,运用磁通量守恒求解了初始电流的解析表达式,利用电荷守恒求解了初始电压的解析表达式,在此基础上定量计算了一定初始电流、初始电压下形成的稳态磁绝缘电流、阴极电流与电压,并采... 详细信息

理论分析了平行板、同轴、共心同轴圆锥3种典型传输线,运用磁通量守恒求解了初始电流的解析表达式,利用电荷守恒求解了初始电压的解析表达式,在此基础上定量计算了一定初始电流、初始电压下形成的稳态磁绝缘电流、阴极电流与电压,并采用粒子模拟软件对其进行2维数值模拟,模拟结果与理论值吻合较好。

关键词：磁绝缘磁绝缘形成过程磁通量守恒电荷守恒

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磁绝缘传输线压力平衡模型的修正

强激光与粒子束 2011年第3期23卷 845-848页

作者：吴撼宇曾正中丛培天张信军西北核技术研究所西安710024

由于电子的发射,在磁绝缘传输线（MITL）的阴极表面附近会形成一层电子鞘层。当传输线工作在稳定态时,电子鞘层的边缘满足压力平衡。在此基础上,考虑了电子鞘层内部的碰撞,利用PIC计算方法对MITL的电压、阴极电流和阳极电流的关系进行修... 详细信息

由于电子的发射,在磁绝缘传输线（MITL）的阴极表面附近会形成一层电子鞘层。当传输线工作在稳定态时,电子鞘层的边缘满足压力平衡。在此基础上,考虑了电子鞘层内部的碰撞,利用PIC计算方法对MITL的电压、阴极电流和阳极电流的关系进行修正,使得阴阳极电流在饱和流条件下与模拟计算结果更加符合,最大误差由9%降到3%。碰撞系数关于电压的拟合曲线适合于工作电压为2~7 MV的理想MITL。

关键词：磁绝缘饱和流有效碰撞电子鞘层

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均匀电荷密度下的磁绝缘理论研究

核聚变与等离子体物理 2019年第3期39卷 282-288页

作者：印茂伟孙元韦家军张雨亭李玉琳廖鹏西南科技大学国防学院

在平行板磁绝缘传输线中均匀电荷密度下,分别对压力平衡下的修正层流模型和非压力平衡和非层流模型进行了求解,比较了两种理论模型下的结果。分析表明:相对于非层流模型而言,层流模型因未考虑径向速度,其电荷密度偏低,阳极电场、阳极磁... 详细信息

在平行板磁绝缘传输线中均匀电荷密度下,分别对压力平衡下的修正层流模型和非压力平衡和非层流模型进行了求解,比较了两种理论模型下的结果。分析表明:相对于非层流模型而言,层流模型因未考虑径向速度,其电荷密度偏低,阳极电场、阳极磁场及阳极电流都偏大。此外,粒子模拟结果显示非层流模型具有更高的精度。最后,对压力平衡条件、均匀电荷密度下的层流以及非层流模型,从平行板理论推广到一般构型。

关键词：磁绝缘均匀电荷密度压力平衡非层流

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磁绝缘的层流理论

爆轰波与冲击波 2002年第4期 165-171页

作者：宋盛义

介绍了磁绝缘的稳态流理论－－层流理论的简单推导，定性描述了两种磁绝缘理论的基本图像，对理论推导的重要结论进行了讨论，并利用层流理论分析了非稳态流中的磁绝缘过程及相关应用。

关键词：磁绝缘层流理论顺位流理论电子扩展势磁绝缘电流非稳态流加速器

基于粒子模拟的一种多路并联磁绝缘传输结构过渡区域的电流损失研究

维普期刊数据库评论

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现代应用物理 2022年第4期13卷 27-36,43页

作者：曹聪刘轩东吴撼宇刘美琴西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学电子与信息工程学院西安710049 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 西北核技术研究所西安710024

为减小大型脉冲功率装置中磁绝缘传输线复杂的中心汇聚结构产生过渡电流损失,设计了一种新型多路并联竖直三板磁绝缘传输线结构。该磁绝缘传输线结构是在中心汇流区域由并联竖直三板线过渡为单层圆锥结构。经过3维粒子模拟验证,该磁绝... 详细信息

为减小大型脉冲功率装置中磁绝缘传输线复杂的中心汇聚结构产生过渡电流损失,设计了一种新型多路并联竖直三板磁绝缘传输线结构。该磁绝缘传输线结构是在中心汇流区域由并联竖直三板线过渡为单层圆锥结构。经过3维粒子模拟验证,该磁绝缘传输线结构汇流区域的低磁区位于大半径处,可形成良好的磁绝缘。基于空间粒子的相互作用,研究了阴极发射电子和中性气体电离时汇流区域的电流损失。仿真结果表明:中性气体的碰撞电离也是造成电流损失的重要因素之一,当H原子的原子数密度为10^(21)m^(-3)量级时,过渡区域下游阳极的最大电流损失接近2%。此外,计算了脉冲并联数目分别为12,14,16,18,20时,中心汇聚结构电参数的动态变化。计算结果表明,电流损失与并联路数成正比,并联路数增加会降低真空电感,从而增强空间电荷效应,导致阻抗失配加剧,但仍能保持良好的磁绝缘。本文的设计研究结果,有助于深入理解多路并联磁绝缘传输结构的电流损失机理,为磁绝缘的实际应用和下一代脉冲功率装置的发展提供参考。

关键词：过渡电流损失中性气体电离并联数目磁绝缘

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强流密度磁绝缘传输线间隙闭合的理论分析

强流密度磁绝缘传输线间隙闭合的理论分析

第十八届全国等离子体科学技术会议

作者：吴撼宇西北核技术研究所

磁绝缘传输线(Magnetically insulated transmission lines,MITL)是大型脉冲高功率装置中的关键部件,负责高功率电脉冲的传输和汇聚。实验发现在强流密度条件下,MITL及其柱孔结构(Post-hole Convolute,PHC)存在显著的电流损失。基于阴... 详细信息

磁绝缘传输线(Magnetically insulated transmission lines,MITL)是大型脉冲高功率装置中的关键部件,负责高功率电脉冲的传输和汇聚。实验发现在强流密度条件下,MITL及其柱孔结构(Post-hole Convolute,PHC)存在显著的电流损失。基于阴极等离子体的运动,本文介绍了描述平板MITL间隙闭合的1维磁流体模型,获得了间隙闭合速度(阴极等离子体向阳极运动速度)的1阶近似表达式,分析了影响间隙闭合速度的因素。

关键词：强流密度磁绝缘

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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单路脉冲功率真空装置的三维数值模拟研究

物理学报 2013年第19期62卷 146-152页

作者：黄培培刘大刚刘腊群王辉辉夏梦局陈颖电子科技大学物理电子学院成都610054

研究了单路脉冲功率真空装置中脉冲功率的馈入、汇聚及传输,在CHIPIC平台上,采用多台计算机进行分进程并行计算的方法,突破了单台计算机的内存及运行速度限制,对单路脉冲功率的馈入、汇聚及传输装置进行建模,并设置相应的参数,从而对该... 详细信息

研究了单路脉冲功率真空装置中脉冲功率的馈入、汇聚及传输,在CHIPIC平台上,采用多台计算机进行分进程并行计算的方法,突破了单台计算机的内存及运行速度限制,对单路脉冲功率的馈入、汇聚及传输装置进行建模,并设置相应的参数,从而对该大尺度装置进行了整体模拟.模拟得到的该器件各个部分的阴阳极间电压、阴阳极电流等一些重要的物理参数.模拟结果表明:该单路真空脉冲功率器件整体都可以保持磁绝缘状态,并达到了很好的功率汇聚的作用.该工作验证了真空状态下脉冲功率产生及传输器件的可行性,为进一步的实验研究提供了有力保证.

关键词：单路脉冲功率真空装置并行计算数值模拟磁绝缘

高功率单孔柱-孔汇聚传输结构的电磁粒子仿真

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物理学报 2019年第17期68卷 272-280页

作者：吴撼宇曾正中邱孟通张信军郭宁魏浩西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

柱-孔汇聚结构(PHC)附近高功率脉冲电流的损失是脉冲功率技术领域的研究热点,是研制下一代大型脉冲功率装置的技术瓶颈.本文建立了单孔柱-孔汇聚结构的3维仿真模型,采用粒子(PIC)仿真算法,分别在阴极发射电子以及阴极等离子体等情况下,... 详细信息

柱-孔汇聚结构(PHC)附近高功率脉冲电流的损失是脉冲功率技术领域的研究热点,是研制下一代大型脉冲功率装置的技术瓶颈.本文建立了单孔柱-孔汇聚结构的3维仿真模型,采用粒子(PIC)仿真算法,分别在阴极发射电子以及阴极等离子体等情况下,计算了单孔柱-孔汇聚结构的电流传输特性,首次在仿真过程中考虑了阴极负离子的运动对单孔PHC阴阳极间隙闭合的影响.仿真结果表明阴极等离子体导致了阴阳极间距明显地缩短,从而引起电流损失.同时获得了阴极等离子体平均扩展速度为3.76 cm/μs.更为重要的是,当阴极等离子体中含有负离子时,单孔柱-孔汇聚结构电流损失的现象更为显著.同时获得了负离子平均漂移速度约为10 cm/μs.仿真结果显示阴极负离子在PHC阴阳极间隙闭合过程中,同样发挥了显著的作用,是阴阳极间隙闭合的重要因素之一.研究结果有助于深入理解高功率PHC电流损失的物理机理,也可为高功率PHC的设计提供重要理论基础.

关键词：磁绝缘柱-孔汇聚结构负离子等离子体

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一种无磁绝缘二极管的结构设计

真空电子技术 2018年第6期31卷 28-31页

作者：吴小玲陈昌华史彦超宋志敏西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室陕西西安710024

在高功率微波器件中,强流环形相对论电子束由真空无箔二极管产生。由于二极管同轴内导体表面电场强度较大,容易发射电子,为了保证二极管同轴区内外导体之间的绝缘,往往需要外加强的轴向磁场用于约束电子,以阻止内导体表面发射的电子轰... 详细信息

在高功率微波器件中,强流环形相对论电子束由真空无箔二极管产生。由于二极管同轴内导体表面电场强度较大,容易发射电子,为了保证二极管同轴区内外导体之间的绝缘,往往需要外加强的轴向磁场用于约束电子,以阻止内导体表面发射的电子轰击到外导体上。本文提出了一种产生环形电子束的带内、外屏蔽环的大尺寸二极管结构,一方面外屏蔽环表面的电场强度得到显著降低,从而避免电子发射,去除该部分磁绝缘的要求;另一方面,还可以有效减小阴极表面附近的径向扩散电场强度。束流传输的模拟结果表明,只需0. 3 T的低磁场就可以实现电子束的有效传输。

关键词：高功率微波二极管磁绝缘束流传输