2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、目前,基于全球 ITER計(jì)劃,大量關(guān)于中性束注入等離子熱核研究正在各國(guó)進(jìn)行中。由于負(fù)氫離子的中性化效率高,在熱核實(shí)驗(yàn)發(fā)揮著至關(guān)重要作用,因此負(fù)氫離子源的研究具有較大意義。為了提升國(guó)內(nèi)負(fù)氫離子源模擬方面的技術(shù)水平以及趕超國(guó)外研究水平,本論文旨在開(kāi)發(fā)全三維粒子模擬與蒙特卡羅相結(jié)合(particle-in-cell plus Monte Carlo Collision,簡(jiǎn)寫(xiě)為PIC/MCC)模擬算法以及探索負(fù)氫離子源放電特性,主要包括以下幾個(gè)

2、方面的內(nèi)容:
  1.蒙特卡羅方法在陽(yáng)極柵網(wǎng)(Foil)中的運(yùn)用及矩形永磁體的數(shù)值計(jì)算。理論分析了電子與Foil碰撞過(guò)程,在CHIPIC平臺(tái)下,運(yùn)用蒙特卡羅算法,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)散射公式,研制了全三維 Foil計(jì)算模塊,結(jié)合虛陰極振蕩器進(jìn)行驗(yàn)證。采用有限差分方法推導(dǎo)了直角坐標(biāo)系矩形永磁體差分格式,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
  2.負(fù)氫離子源放電過(guò)程中電子能量沉積全三維PIC/MCC算法研制。分析了負(fù)氫離子源中等離子體物理機(jī)制,研

3、究并優(yōu)化粒子模擬方法和蒙特卡羅碰撞算法的基本處理技術(shù),設(shè)計(jì)高效的粒子存儲(chǔ)方法??紤]等離子體勢(shì)以及帶電粒子間庫(kù)侖碰撞,研制了全三維電子能量沉積PIC/MCC算法,并與國(guó)外實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證。
  3.JAERI10A離子源三維模擬優(yōu)化與體積產(chǎn)生機(jī)制探索。探索了JAERI10A多峰離子源中電子空間非均勻的起因,并提出了兩種空間均勻性優(yōu)化方案;分析了氣壓、引出磁場(chǎng)、放電電極位置以及放電初始能量等主要因素對(duì)負(fù)氫離子的體積產(chǎn)生效率的影響,得到了離

4、子源參數(shù)優(yōu)化方案。
  4.多峰質(zhì)子源與J-PARC離子源放電機(jī)制模擬研究。揭示了多峰質(zhì)子源中電子空間及能量分布情形,分析了 J-PARC多峰離子源放電特性,以及討論了校正磁體位置對(duì)其體積產(chǎn)生效率的影響,為國(guó)內(nèi)離子源的開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)。
  5.中性粒子傳輸及負(fù)氫離子表面產(chǎn)生全三維PIC/MCC算法研制。理論分析了中性粒子傳輸機(jī)理,其中包括:電離、交換電荷碰撞,以及氫原子與邊界的相互作用;完善并發(fā)展了負(fù)氫離子源中負(fù)氫離子表面

5、產(chǎn)生物理機(jī)制,研制了全三維中性粒子傳輸及負(fù)氫離子表面產(chǎn)生模擬程序,并結(jié)合國(guó)外成果進(jìn)行模擬驗(yàn)證。
  6.JAERI10A離子源負(fù)氫離子表面產(chǎn)生研究及引出算法研制。將上述電子能量沉積和中性傳輸模塊有機(jī)地結(jié)合起來(lái),并對(duì)負(fù)氫離子源從放電始端到負(fù)氫離子表面產(chǎn)生的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,揭示了負(fù)氫離子空間非均勻性的起因,并分析了壁材料、氫正離子溫度、產(chǎn)率函數(shù)等主要因素對(duì)負(fù)氫離子表面產(chǎn)率的影響。此外,設(shè)計(jì)了負(fù)氫離子引出過(guò)程數(shù)值模擬算法,并研究了

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