复杂结构共形全电磁粒子模拟技术研究进展

全电磁粒子模拟方法可准确模拟强电磁场与电子束之间的非线性相互作用,被广泛应用于真空电子器件的数值模拟研究及参数的优化设计。传统全电磁粒子模拟方法采用电磁场时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法计算器件内电磁场随时间的变化,但FDTD方法采用正六面体单元的结构网格,会带来阶梯误差;电磁场时域有限元(finite-element time-domain,FETD)方法采用非结构网格能准确描述复杂模型,可用于复杂结构的电磁场数值模拟,但需求解大型逆矩阵,无法适用于电大尺寸结构的数值模拟。为准确模拟复杂真空电子器件内电磁场与电子束之间的非线性相互作用,国内外学者在复杂结构共形全电磁粒子模拟技术方面取得了突破性研究进展,实现了基于共形FDTD方法的全电磁粒子模拟技术,开展了基于FETD方法的全电磁粒子模拟技术研究,并研制了数值模拟软件。为促进国内复杂结构共形全电磁粒子模拟技术研究及应用,本文首先对基于共形FDTD方法的全电磁粒子模拟技术研究中的关键技术进行了详细介绍,包括共形结构网格生成技术、电磁场共形FDTD技术、共形电子束发射技术;然后对基于FETD方法的全电磁粒子模拟技术中的关键技术进行了详细介绍,包括所采用的基函数、电磁场方程的求解、计算过程中满足的电荷守恒和高斯守恒定律;同时给出了两种模拟技术对典型真空电子器件的模拟结果。

时域间断伽辽金-粒子模拟方法研究进展

时域间断伽辽金-粒子模拟(discontinuous Galerkin time-domain particle-in-cell,DGTD-PIC)方法采用非结构网格能准确描述复杂结构,采用高阶基函数进一步提高了计算的精度,同时避免了求解大型逆矩阵,在等离子体和高功率电磁学相关数值模拟方面具有广泛的用途。近年来国内外报道了大量DGTD-PIC方面的研究工作,该方法在核心关键技术方面已取得了许多突破性进展。为促进DGTD-PIC方法的发展及应用,本文对该方法在修正势的DGTD电磁场计算方法、复频移完全匹配层边界、非结构网格中带电粒子定位与电荷和电流分配等关键技术方面所取得的研究成果进行了详细介绍。

基于G-TF/SF方法的分层地表电磁环境研究

本文将基于广义总场散射场(generalized total-field/scattered-field,G-TF/SF)方法的时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法用于分层地表的电磁环境计算中,四周采用卷积完全匹配层(convolutional perfectly matched layer,CPML)吸收边界条件。G-TF/SF方法可有效削减由地面四周截断产生的边缘效应,提高分层地表电磁环境计算精度且G-TF/SF边界只需要加载入射场,无需计算反射场与透射场。G-TF/SF方法将部分边界埋在完全匹配层(perfectly matched layer,PML)区域中,对埋在PML层中G-TF/SF边界的入射波乘以相应的系数,保证将合适的入射波等效到主网格区域进行计算。本文用G-TF/SF方法模拟计算了水平单层地表及不同分层地表情形下的电磁环境,并将水平单层地表结果与用解析法计算的结果进行对比;将不同分层情形与采用有限积分技术得到的结果对比,验证了G-TF/SF方法计算结果的正确性。

3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D

介绍了自行研制的3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D。在该软件中,电磁场量用二阶精度的时域有限差分方法迭代,粒子用相对论牛顿-洛仑兹力方程推进。该软件拥有复杂器件的几何建模和网格自动剖分的功能,具有模拟相对论返波管、虚阴极振荡器、磁绝缘线振荡器等高功率微波器件的能力。且该软件具有强大的后处理功能,可以显示电场、磁场、电流、电压、功率、频谱、粒子相空间等。在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果进行比较,验证了UNIPIC-3D软件的正确性。

早稻软盘抛秧应用效果及关键栽培技术探讨

软盘抛秧技术在早稻上应用具有省工节本、操作简便、增产增收等优点 ,一般可以增收节支 10 5 0元 /hm2 以上。该技术在应用中注意应掌握营养土配置 ,抛匀抛足基本苗及除草、烤田。

省沽油喷施不同叶面肥的产量和效益研究

[目的]了解不同叶面肥对省沽油的增产和增效作用。[方法]采用4处理3重复试验,共计12个小区,每个小区4株,经过2次采摘分析效果。[结果]施用叶面肥以后省沽油产量和效益有较大的提高,以喷施庄福星的增产幅度最大。施用增产效果与树体大小有关,树体越大,增产效果越明显。[结论]省沽油施用叶面肥产量和效益提高显著。

多电子束发射相对论返波管的三维数值模拟

在X波段相对论返波管中引入多电子束发射阴极,采用三维共形全电磁PIC粒子模拟软件对返波管进行了模拟。结果表明:多电子束发射阴极的面积为环形阴极面积的20%,产生的电流与环形阴极相同;采用多电子束发射阴极的相对论返波管能稳定地输出功率。与采用环形阴极的相对论返波管相比,由于多电子束发射阴极所产生的电子束与电磁波的相互作用降低,器件的输出功率下降11%,达到稳定输出功率的时间延迟5 ns。

全电磁粒子模拟算法研究及软件研制进展

全电磁粒子模拟方法通过求解电磁场与带电粒子之间的非线性相互作用,广泛应用于真空电子器件的数值模拟研究及参数优化设计,也能用于高能带电粒子产生电磁脉冲等物理现象的模拟研究。本文作者所在团队在全电磁粒子模拟算法研究、软件研制及应用等方面开展了系列工作,取得的进展有:(1)开展了2.5维全电磁粒子模拟算法研究及软件研制,提出了基于2.5维粒子模拟算法及并行遗传算法的真空电子器件优化方法,研制的软件已应用于真空电子器件的设计和优化;(2)完成了3维并行全电磁粒子模拟算法研究及软件研制,采用共形网格模拟3维复杂真空电子器件结构,具备超大规模并行计算能力,已应用于真空电子器件的3维数值模拟研究;(3)开展了基于时域间断有限元的全电磁粒子模拟算法研究,研制了基于该方法的全电磁粒子模拟软件,大幅提高了全电磁粒子模拟方法计算复杂结构的能力。

皖稻153和秦优10号双直播配套栽培技术

该文主要介绍了皖稻153人工直播机收、秦优10号直播机收的配套栽培技术,为农业生产提供参考。

三维粒子模拟并行化技术研究

自行研制的三维并行全电磁PIC模拟软件UNIPIC-3D具有模拟高功率微波器件的能力。软件实现了并行的三维FDTD、粒子推进算法以及边界条件处理。软件通过读入输入文件进行规则与不规则两种区域划分方式,电磁场和粒子的并行化采用MPI机制,让粒子和电磁场的计算与通信同步,在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果比较,验证了UNIPIC-3D软件并行模块的正确性。

安庆市三期超级稻品种展示试验初报

在同一田块,管理措施一致的情况下,对两优1128、双两优0293、Y两优2号、Y两优555、Y两优1号、国豪国香优8号、Y两优7号等三期超级稻品种进行了展示试验。结果表明,从抗逆性、适应性和产量等方面分析,得出两优1128、双两优0293、Y两优1号可以示范推广。

相同施氮量不同时期使用对早稻饲料稻的产量和品质影响研究

探索氮肥对饲料稻的粗蛋白含量、出糙率和产量的影响,找出其最佳施用时期。通过设置相同用量不同施用时期试验进行记载、考察,分析施用效果。结果表明:施用氮肥使饲料稻的产量、粗蛋白含量和出糙率都有一定的提高,不同施氮时期对早稻饲料稻的产量、粗蛋白含量和出糙率都有不同的影响,以蘖、穗肥比为1∶1的综合效果最明显。

2018年度安徽沿江地区再生稻品种筛选试验总结

通过选择20个生育期相对适宜、分蘖力较好的品种进行同一条件下的比较试验,初步选择出徽两优001、荃两优2118、荃两优丝苗、荃优527、隆两优1307、准两优608等6个品种可以作为目前安徽沿江地区再生稻品种种植,玖两优黄莉占、两优148、隆两优1308、甬优2640等4个品种则不适宜作再生稻种植。为避免年际间气候影响,建议在提早播种、改进收获方式的基础上继续进行不同品种的比较试验。

安庆市土地规模经营现状和建议

分析了安庆市土地规模经营的基本情况,找出了存在的问题,提出进一步搞好土地规模经营的8点建议。

沿江双季稻区早、晚稻不同品种搭配栽培试验效果初报

通过不同水稻品种的衔接试验,从产量、生育期、抗逆性等方面进行综合考察,以早稻迟熟品种搭配双晚迟熟品种的高产高效方式较好。

WTO框架下安庆市农业结构调整思路

分析了加入WTO给我市农业带来的利弊 ,提出在WTO框架下加快农业结构调整的发展思路 ,以利于指导当地调整农业结构 ,发展农业生产。

安庆市水稻生产现状及促进粮食增长建议

总结了近几年来安庆市水稻生产上的成绩,分析进一步提高水稻产量的途径,提出了稳定水稻面积、提高粮食总产的几点建议。

粮食:一个不容忽视的问题

一、粮食危机。并非贬人听闻的故事 2008年的第一场雪纷纷扬扬地撒遍中华大地，就连多年不见雪的南方也是银装素裹。大雪给人们身体带来寒意之时，一场更大的风暴席卷而来，简直让人不寒而栗：煤电涨价，日用品涨价，食品涨价……特别是粮食价格飞涨，就象一辆不停轰着的油门的汽车，飞速地开向远方，

早稻育秧技术现状及培育壮秧对策

对安庆市近年来早稻育秧技术的发展及存在问题进行总结分析。

实施粮食丰产科技工程 推动望江粮食产业大发展

近年来，望江县通过大力实施粮食生产科技工程，粮食生产科技水平提升，产量提高，粮食产业蓬勃发展。