[发明专利]一种微波部件二次电子倍增仿真中粒子合并方法

权利要求书

1.一种微波部件二次电子倍增仿真中粒子合并方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)建立微波部件的三维几何模型，建立粒子模拟区域，所述粒子模拟区域为微波部件内部中空部分，将微波部件三维几何模型与粒子模拟区域剖分成若干个六面体网格，粒子随机分布在粒子模拟区域对应的六面体网格中，对应每一个六面体网格分别建立粒子链表，存储位于其中的粒子的质量、电荷量、位移与速度；

(2)确定进行粒子合并的阈值，所述阈值包括粒子模拟区域中总粒子数目的阈值N₁；

(3)当粒子模拟区域中总粒子数目大于阈值N₁时进行粒子合并，每一个六面体网格内粒子合并的方法为：

(3.1)将六面体网格的三维速度相空间按照直角坐标系分为多个象限，对每个象限建立临时链表；

(3.2)遍历六面体网格中的每个粒子，将六面体网格中的粒子划分到步骤(3.1)所形成的多个象限中，在相应的临时链表内存储粒子的质量、电荷量、位移与速度；

(3.3)每个临时链表中的粒子按照能量从大到小排序，每四个粒子分为一个集合；

(3.4)将集合内的四个粒子合并为两个粒子；

(3.5)临时链表中按四个粒子分配后剩余的粒子形成一个剩余集合，若剩余集合中余一个粒子，则直接将该粒子删掉；若余三个粒子则补一个与剩余集合中最后一个粒子质量、电荷量、位移与速度完全相同的粒子，形成补偿后的四个粒子，再将所述补偿后的四个粒子按步骤(3.4)合并为两个粒子；若剩余集合中余两个粒子，则将两个粒子合并为一个粒子，合并后粒子质量和电荷量加倍，速度为合并前两个粒子的平均速度，位移为合并前两个粒子的平均位移；

(3.6)采用合并后的粒子更新临时链表，采用临时链表更新其所对应的六面体网格的粒子链表，完成粒子合并。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中粒子模拟区域中总粒子数目的阈值N₁设为10⁷。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3.4)中四个粒子合并为两个粒子后，合并后两个粒子的质量、电荷量、速度与位移的确定方法如下：

设合并前四个粒子的速度分量分别为V_1x、V_1y、V_1z，V_2x、V_2y、V_2z，V_3x、V_3y、V_3z，V_4x、V_4y、V_4z，质量为m，电荷量为q，

则四个粒子速度的平均值为：

Vcmx＝(V_1x+V_2x+V_3x+V_4x)/4，

Vcmy＝(V_1y+V_2y+V_3y+V_4y)/4，

Vcmz＝(V_1z+V_2z+V_3z+V_4z)/4，

合并后两个粒子中每一个粒子质量变为2m，电荷量变为2q；

合并后两个粒子的速度分量分别为V_5x、V_5y、V_5z，V_6x、V_6y、V_6z，

其中V_5x＝Vcmx-a、V_6x＝Vcmx+a、V_5y＝Vcmy-b、V_6y＝Vcmy+b、V_5z＝Vcmz-c、V_6z＝Vcmz+c，

a=14×(V1x2+V2x2+V3x2+V4x2)-V2cmx,]]>b=14×(V1y2+V2y2+V3y2+V4y2)-V2cmy,]]>

c=14×(V1z2+V2z2+V3z2+V4z2)-V2cmz;]]>

合并后两个粒子的位移分别设置为合并前集合中奇数位或偶数位的两个粒子的位移。