专用求解器开发

允若科技研发部可为客户提供等离子体仿真相关求解器定制开发服务。以下为一些专用求解器开发案例:

1,真空电子器件粒子设计仿真分析求解器定制开发

允若科技研发部门针对客户仿真分析真空电子器件(磁控管、行波管、返波管、磁绝缘线振荡器)的需求,完成了真空电子器件PIC粒子设计仿真分析求解器的定制开发。求解器基于共形网格求解,支持交互式的复杂模型构建,采用共形时域有限差分方法并行求解电磁场Maxwell方程组,具备带电粒子的共形发射与吸收功能。能准确模拟真空电子器件中电磁场与带电粒子的非线性相互作用过程,获得真空电子器件的工作特性,极大地帮助了客户的研究人员和工程师进真空电子器件的分析、设计与优化。

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2,等离子体工艺过程多物理场求解器定制开发

中高气压下等离子体工艺过程仿真是一个复杂的多物理场过程,通用商业软件并不是针对等离子体仿真设计开发的,计算速度很慢,而且无法对复杂的工程问题准确复现,也无法灵活修改计算模型,还有无法解决的负密度问题。允若科技研发部门可以根据客户的具体工程问题,定制化开发专用的求解器,快速准确的仿真计算专业的等离子体问题。

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3,基于阴极斑点的真空电弧粒子流体混合仿真求解器

等离子体常用仿真模型有两种,粒子模型,流体模型。粒子模型基于第一性原理,追踪每个粒子在电磁场中的运动,其计算结果最精确,但是计算资源需求最大,计算速度也最慢。流体模型从宏观的角度研究等离子体大范围长时间的性质,将仿真区域内的等离子体看作一个整体,其计算速度较快,但是仅仅当等离子体密度较高时其结果的精度才能得到保证。

但是还存在一类特殊物理背景的问题,其用粒子模型计算消耗资源太大,计算时间太长。使用流体模型,精度又得不到保证。

我们认为电子的特征时间、特征半径要远远小于离子。所以将离子当作宏粒子使用PIC的方法处理,而电子使用流体的方法处理,就得到了Hybrid混合模型求解器。

真空电弧就是这样一种应用场景,与气体电弧不同,真空电弧以阴极斑点喷射出的等离子体射流为基本组成单位,呈现离散和不连续性;以往的真空电弧模型中,忽略阴极斑点的离散型,将离散等离子体射流等效为连续的电流密度;此种边界条件在大电流燃弧阶段是有效的,但是在电流熄灭的过程中,连续电流密度的边界条件并不合理;电流趋于零点时,局部热力学平衡被打破,磁流体方法并不能准确反映出电流零点时刻粒子的分布。

   允若科技研发部为客户开发的求解器成功的实现了大尺度放电等离子体计算中高精度和大尺寸的完美结合。

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