申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117892494A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明建立一种空心阴极仿真建模方法，具体而言，建立一种基于守恒关系和热模型的全区域空心阴极仿真建模方法，主要包括8个步骤：步骤1：将空心阴极划分为发射体区、孔区、间隙区与触持极孔区四个部分；步骤2：建立等离子体离子守恒关系；步骤3：建立等离子体电流守恒关系；步骤4：建立等离子体功率守恒关系；步骤5：在空心阴极各区域内依次求解各守恒关系，得到等离子体参数；步骤6：建立热关系；步骤7：求解热关系，得到温度项，同时迭代求解上述过程，直到收敛；步骤8：根据守恒关系与热关系得到空心阴极内部的等离子体参数和性能参数。本发明能够快速有效地完成空心阴极的模拟过程，有效反映空心阴极性能状况，降低设计成本，缩短设计周期。

主权项：1.一种空心阴极仿真建模方法，其特征在于主要包括以下八个步骤：第一步，输入工况参数与结构参数，同属对空心阴极进行分区处理。将空心阴极按内部区域分划为发射体区、孔区、间隙区与触持极孔区四个部分，每个部分遵守着各自的等离子体守恒关系与热关系；第二步，针对第一步中已分划好的四个区域，依次建立等离子体离子守恒关系，主要表现为进入该区域或在该区域中产生的离子与流出该区域或在该区域中被消耗的离子数相同；第三步，针对第一步中已分划好的四个区域，依次建立等离子体电流守恒关系，主要表现为流入该区域的电流与流出该区域或沉积在该区域壁面上的电流相同，这里所说的电流同时包括离子电流与电子电流。第四步，针对第一步中已分划好的四个区域，依次建立等离子体功率守恒关系，主要表现为进入该区域或在该区域中生成的功率与离开该区域或在该区域中被消耗的功率相同；第五步，针对第一步中已分划好的四个区域，依次求解等离子体离子、电流与功率守恒关系，得到各个区域的电子密度与电子温度等等离子体参数。在求解过程中，遵循等离子体的准中性假设；第六步，建立热平衡关系，主要表现为空心阴极壁面分块，每个子块遵循热平衡关系，其接受热量的主要方式有来自高温子块的热传导等，其输出热量的主要方式有向低温子块热传导、自身的热辐射等，其中与等离子体直接接触的子块还需要额外考虑等离子体功率沉积，发射体区的子块还要考虑由于发射电子所输出的热量；第七步，求解热关系，得到各区域壁面温度，如果求解未收敛，则返回步骤2，直到求解收敛为止，得到各区域等离子体参数与温度参数；第八步，根据求解得到的等离子体参数与热参数计算得到所关心的空心阴极性能参数，完成模型求解过程。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种包含触持极和热关系的空心阴极建模方法

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