高功率微波低空水平传输的FDTD求解与击穿分析

基于麦克斯韦方程和电子流体方程构成的完备系,利用时域有限差分法,对高功率微波(high power microwave, HPM)低空水平传输的非线性衰减进行了数值模拟。结果表明,在空气击穿发生的区域里,部分微波能量会被吸收,但仍有大量的能量可继续向前传输;HPM脉冲场强超过击穿阈值愈高时,空气对脉冲能量的吸收愈大。     

等效电离参数对110GHz高功率微波放电离子体的影响

用流体模型研究110 GHz高功率微波气体击穿时,电离参数对放电等离子体结构具有重要的影响.将若干等效电离参数表达式引入流体模型,对110 GHz高功率微波诱使的空气击穿进行了数值模拟,发现由Morrow等人提出的表达式更加合理.基于Morrow等人报道的参数,发现在一个大气压下,放电等离子体在空间呈现离散分布,相邻等离子体细丝的间距约等于四分之一波长,等离子体前沿朝向微波源移动,其速度与实验符合得很好.     

微波击穿中压强对电子弛豫过程的影响

通过联立电子密度和电子能量随时间的演化方程构建全局模型,对不同压强下高功率微波(HPM)脉冲氩气击穿及电子弛豫过程进行了研究。计算了不同压强下的氩气击穿阈值,其与粒子模拟蒙特卡罗碰撞(PIC/MCC)法预测的结果符合得很好。通过引入复合率和扩散率的经验表达式,得到了不同压强下,弛豫过程中电子密度和电子能量随时间的变化。结果表明,氩气击穿发生后,电子密度先经历短暂的增长后逐渐下降,且压强越高,电子密度的最高值越低。在电子弛豫过程中,随着压强的增加,电子密度下降得更慢,而电子能量减小得越快。