带螺旋支撑杆同轴磁绝缘传输线的粒子模拟研究.pdf

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1、2012年1月15日现代电子技术Jan．2012第35卷第2期ModernElectronicsTechniqueVoI．35No．2带螺旋支撑杆同轴磁绝缘传输线的粒子模拟研究王学琼，刘大刚，王小敏，刘腊群，杨超，邹文康(1．电子科技大学物理电子学院，四川成都610054；2．中国工程物理研究院流体研究所，四川绵阳621900)摘要：介绍了同轴磁绝缘传输线(MITL)的工作特性，对传输线极间电子分布、电子损失与磁绝缘的关系进行了阐述；分析了同轴磁绝缘传输线极间电子对传输线阻抗的影响，采用理论分析与粒子模拟相结合的方法，实现同轴MITL与负载轴对称平板二极管的阻抗

2、匹配。运用MPI并行算法分别对带螺旋支撑杆的MITL进行数值模拟，并对模拟结果进行了分析，得出了所添加的螺旋金属支撑杆对同轴传输器件的影响。电压的最大损失率为2，阳极电流的最大损失率达到了4．4，阴极电流的损失率为8．9，电磁场以及粒子实空间都有相应的变化。关键词：螺旋支撑杆；z箍缩；磁绝缘传输线；二极管；MPI并行算法中图分类号：TN0411．3文献标识码：A文章编号：1004—373X(2012)02—0087—04Particle-in-cellsimulationstudiesoncoaxialmagneticallyinsulatedtransmiss

3、ionlineswithscrewstrutWANGXue—qiong，LIUDa-gang，WANGXiao—min，LIULa—qun，YANGChao。ZOUWen—kang。(1．SchoolofPhysicalElectronics，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054，China；2．InstituteofFluidPhysics，CAEP，Mianyang621900，China)Abstract：Theoperatingcharacteristicsofco

4、axialmagneticallyinsulatedtransmissionlines(MITL)areintroduced．TherelationsofelectrondistributionandelectronlOSSwithmagneticinsulationbetweenthetransmission1inepolesaredescribed．Theeffectoftheelectrondistributionbetweenthepolesofcoaxialmagneticallyinsulatedtransmissionlinesonthetrans

5、mis—sionlineimpedenceisanalyzed．TheimpedancematchingbetweenthecoaxialMITLandtheloadingaxisymmetricplatediodewasachievedwiththemethodofcombiningthetheoretica1analysiswithparticlesimulation．ThecoaxialMITLwithscrewstrutwasnumericallysimulatedbyusingMPIparallelalgorithm．Thesimulationresu

6、ltsareanalyzed．Theimpactoftheadd—edmetalscrewstrutonthecoaxialMITLwasfoundthroughthecomparisonofthesimulatedresults．Themaximumlossratesofvoltage，anodecurrentandcathodecurrentare2，4．4and8．9respectively．Theelectromagneticfieldandparticlephasespaceareal1changedcorrespondingly．Keywords：s

7、crewstrut；Z—pinch；magneticallyinsulatedtransmissionline；diode；MPIparallelalgorithm美国的DECADE_4j。0引言在实际应用中，同轴MITL的长度一般都是几米近年来，快速Z箍缩刮驱动等离子体内爆在国内甚至十几米或更长，为了固定内导体的位置，设想运用外都是研究热点。在z箍缩脉冲功率装置中，需要传螺旋金属支撑杆连接内外导体。由于螺旋支撑杆的引输MV，Tw量级的高功率脉冲。因此高功率脉冲传输入，对同轴MITL的传输特性势必会带来相应的影响。器件的选择是至关重要的。由于高功率电脉冲在介质要

8、正确分析螺旋支撑杆带来的