单链表在离子发动机光学系统粒子模拟中的应用.doc

,.,2006文章编号:1001—4322(2006)07—1193—06单链表在离子发动机光学系统粒子模拟中的应用刘畅,汤海滨,顾佐,江豪城(,北京100083;,兰州730000)摘要:目前离子发动机光学系统数值模拟大多采用PIC方法,由于该方法需要跟踪单个粒子的运动,,保存粒子信息大多采用数组的方式,但是采用这种方式存在弊端,,,:(1)在粒子模拟中采用链式存储结构存储粒子信息,无需预先指定最大粒子总数,程序可自适应粒子总数的变化,因此无需进行试算,节省了计算时间;(2)在粒子模拟中采用链式存储结构,由于不存在内存资源的浪费,:单链表;离子发动机;离子束;光学系统;粒子模拟中图分类号:V439文献标识码:A离子发动机自2O世纪中叶问世至今,已经越来越受到人们的关注,,,但实验消耗过大;数值模拟方法可以大大降低时间消耗与资金消耗,,(particle-in-cel1)方法[1.],该方法通过直接跟踪粒子在电场中的加速运动过程,,程序中需要产生一定数量的粒子,并且需要存储每个粒子的信息,,该方式需要预先指定最大粒子总数,不能适应粒子总数的变化,,,推进剂由空心阴极进入放电室,空心阴极放电产生的电子在电磁场的加速作用下,不断与推进剂气体分子发生碰撞,气体分子被电离,,离子在光学系统静电场加速作用下,,,屏幕栅极和加速栅极都是很薄的电极板,上面打有规则分布的小孔,,加速栅极带负电,,大部分被电场加速后喷出,,*收稿日期:2005—08—26;修订日期:2006—04—03基金项目:国家自然科学基金资助课题(50306001)作者简介:刘畅(198O一),男,博士生,研究领域为航空宇航推进理论与工程}bhliuchang(~buaa..强激光与粒子束第18卷等离子体,黑色部分为栅极,等离子体会在屏幕栅极左边形成等离子体鞘层,在栅极间电场的静电力作用下,等离子体会被聚焦为离子束(如图3中所示),经电场加速后高速喷出,,:通过求解电场Poisson方程得到电势分布,用插值法求得粒子所在位置处的电场力,然后加速粒子,再用新的粒子位置求解新的电场分布,上述过程循环进行,,