虛火花放電產(chǎn)生電子束機(jī)理的模擬研究.pdf

1、本文主要圍繞虛火花初始放電過(guò)程產(chǎn)生電子束機(jī)理的理論分析與計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行理論模擬計(jì)算展開(kāi)研究工作，主要工作和創(chuàng)新之處如下： 1.對(duì)虛火花放電等離子體電子槍的國(guó)內(nèi)外研究情況，以及脈沖電子束技術(shù)的發(fā)展需求、發(fā)展現(xiàn)狀、爆炸發(fā)射陰極的缺點(diǎn)等作了概述。對(duì)虛火花等離子體電子槍內(nèi)放電室結(jié)構(gòu)放電所用到的放電理論和產(chǎn)生等離子體放電的理論作了詳細(xì)的闡述，對(duì)虛火花放電的有關(guān)基礎(chǔ)理論作了進(jìn)一步的探討。研究陰極和電子槍的目標(biāo)有兩個(gè)，一是要提高電子束的電流密

2、度，二是要較好地控制束流以減少多余的等離子體的形成。 2.對(duì)虛火花空心陰極放電過(guò)程建立流體模型，流體模型由電子、離子質(zhì)量連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量連續(xù)性方程及泊松方程的聯(lián)立方程組成。對(duì)由電子、離子組成流體模型理論和編程所用到的理論關(guān)系作了詳細(xì)的推導(dǎo)。對(duì)模型所用的方程組進(jìn)行了詳細(xì)的差分離散化，對(duì)對(duì)稱(chēng)軸上的電子、離子濃度、電子平均能量、電勢(shì)等變量的差分格式和邊界點(diǎn)上各變量的邊界條件進(jìn)行了推導(dǎo)，完成了流體模型的建立。 3.本文

3、重點(diǎn)工作在于利用時(shí)域有限差分法對(duì)流體模型的方程組進(jìn)行離散，并利用MATLAB軟件對(duì)虛火花放電模型的放電過(guò)程進(jìn)行編寫(xiě)程序，在當(dāng)?shù)貓?chǎng)近似，低氣壓下，對(duì)虛火花空心陰極初始放電過(guò)程進(jìn)行了理論模擬計(jì)算。通過(guò)在時(shí)間軸上跟蹤帶電粒子群在電場(chǎng)中的遷移和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)以及電離作用引起的空間電荷分布改變，而導(dǎo)致電場(chǎng)改變的過(guò)程，得到放電時(shí)的電場(chǎng)和帶電粒子密度分布，電場(chǎng)的改變引起帶電粒子分布的改變，而帶電粒子分布的改變又反過(guò)來(lái)影響電場(chǎng)的改變，它是一個(gè)循環(huán)求解的自洽過(guò)