用于三维电磁PIC模拟的电荷守恒共形发射技术

摘要

本文给出了满足电荷守恒的共形发射技术.首先阴极表面由三角网格共形描述,发射带电粒子时,带电粒子的初始位置设置在与三角面元处于同一个网格元胞内、离三角面元最近且处于金属内部的网格点上.带电粒子的初始运动由两个部分组成,一个是由三角面上的法向场推进所产生的运动,另外一个是为了使得发射出的粒子在阴极面上分布呈随机性而人为设定的随机运动.运动产生的电流由满足电荷守恒的分配方案分配到离散网格中,且由于粒子的初始位置设置在整网格点上,带电粒子的共形发射不会产生非物理的静电累加.最有通过同轴二极管模型来验证共形发射模型的正确性.