基于JASMIN并行框架的2.5维粒子模拟程序NEPTUNE2D的研制

摘要

介绍了2.5维自主研制的并行电磁粒子模拟程序NEPTUNE2D初步研发情况.该程序基于JASMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡;采用新型PIC算法替代传统算法,避免求解泊松方程修正电场,更适用于大规模并行计算;程序支持r-z坐标系下的器件仿真,可应用于高功率微波器件、电真空器件的快速模拟设计.该程序现已完成电磁场更新、粒子推进、电磁场注入/引出、粒子发射/吸收等基本物理功能模块的研制,并通过同轴线、圆波导、同轴二极管及无箔二极管算例模拟验证了模块的正确性.最后,应用NEPTUNE2D程序设计了一个高效同轴相对论返波管,给出了粒子模拟结果和并行性能测试结果.