虛火花放電產(chǎn)生電子束機理的模擬研究.pdf

1、本文主要圍繞虛火花初始放電過程產(chǎn)生電子束機理的理論分析與計算機編程進行理論模擬計算展開研究工作，主要工作和創(chuàng)新之處如下： 1.對虛火花放電等離子體電子槍的國內(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)射陰極的缺點等作了概述。對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的闡述，對虛火花放電的有關(guān)基礎理論作了進一步的探討。研究陰極和電子槍的目標有兩個，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.對虛火花空心陰極放電過程建立流體模型，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)系作了詳細的推導。對模型所用的方程組進行了詳細的差分離散化，對對稱軸上的電子、離子濃度、電子平均能量、電勢等變量的差分格式和邊界點上各變量的邊界條件進行了推導，完成了流體模型的建立。 3.本文

3、重點工作在于利用時域有限差分法對流體模型的方程組進行離散，并利用MATLAB軟件對虛火花放電模型的放電過程進行編寫程序，在當?shù)貓鼋疲蜌鈮合?，對虛火花空心陰極初始放電過程進行了理論模擬計算。通過在時間軸上跟蹤帶電粒子群在電場中的遷移和擴散運動以及電離作用引起的空間電荷分布改變，而導致電場改變的過程，得到放電時的電場和帶電粒子密度分布，電場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來影響電場的改變，它是一個循環(huán)求解的自洽過