Mejorados algoritmos para calcular el campo de carga espacial en dispositivos de vacío
Autores: Luo, Jiezhong; Zhang, Hao; Du, Hang; Zhang, Ruifeng; Lai, Han; Xiao, Fei; Gong, Huarong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mejorados algoritmos para calcular el campo de carga espacial en dispositivos de vacío
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Campo de carga espacial
Dispositivos electrónicos de vacío
Aceleradores
Láseres de electrones libres
Sistemas de plasma
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
El campo de carga espacial (SCF) es un factor clave en dispositivos electrónicos al vacío, aceleradores, láseres de electrones libres y sistemas de plasma, etc. El cálculo del SCF es muy importante ya que tiene una gran influencia en la precisión de los resultados de simulación numérica. Sin embargo, calcular el SCF suele llevar mucho tiempo, especialmente cuando el número de partículas simuladas es grande. En este documento, utilizamos un método de vectorización, paralelización y truncamiento para optimizar el cálculo del SCF basado en los algoritmos de cálculo tradicionales. Para verificar la validez del algoritmo de cálculo del SCF optimizado, se aplicó en la simulación de rendimiento de un tubo de onda viajera de milímetros. Los resultados mostraron que el costo temporal se redujo en tres órdenes en comparación con el tratamiento convencional. El algoritmo propuesto también tiene grandes aplicaciones potenciales en láseres de electrones libres, aceleradores y sistemas de plasma.
Descripción
El campo de carga espacial (SCF) es un factor clave en dispositivos electrónicos al vacío, aceleradores, láseres de electrones libres y sistemas de plasma, etc. El cálculo del SCF es muy importante ya que tiene una gran influencia en la precisión de los resultados de simulación numérica. Sin embargo, calcular el SCF suele llevar mucho tiempo, especialmente cuando el número de partículas simuladas es grande. En este documento, utilizamos un método de vectorización, paralelización y truncamiento para optimizar el cálculo del SCF basado en los algoritmos de cálculo tradicionales. Para verificar la validez del algoritmo de cálculo del SCF optimizado, se aplicó en la simulación de rendimiento de un tubo de onda viajera de milímetros. Los resultados mostraron que el costo temporal se redujo en tres órdenes en comparación con el tratamiento convencional. El algoritmo propuesto también tiene grandes aplicaciones potenciales en láseres de electrones libres, aceleradores y sistemas de plasma.