CST PIC求解器腔體微波粒子束耦合

今天一起看一個PIC求解器案例：

這個呢就是我們今天要整的一個腔體模型。

然后對發射源進行設置，選定發射源邊界：

這里對Gaussian高斯發射參數設置給個基本說明：

高斯發射每個脈沖的發射電荷是一個時間相關的高斯函數。菜單里輸入指定高斯脈沖的各種參數，如每個脈沖的總電荷、脈沖寬度或兩個連續脈沖之間的時間間隔。在沒有場的情況下，當粒子具有相同的初始速度時，空間上也滿足高斯分布。通過勾選“時間”和“長度”，可以分別在時間和空間維度上定義上述高斯脈沖的參數。

若使用Length空間高斯分布的情況下，發射在時間上仍然是高斯分布的，在kinetic setting動力學設置里會間接或者直接的定義初速度，空間位置參數被轉換成等效時間。

在粒子加速器中，一般高斯脈沖參數在空間已知，在空間上即Length定義高斯脈沖的更方便。

具象點，發射源形式長這樣：

接下來定義微波輸入端口：

定義求解頻率：

PIC求解器設置：

定義相空間、位置監視器：

網格使用默認設置就行，然后開始計算，計算完成后查看后處理。

軌跡預覽：

既然是時域，看一下動圖，很明顯可以看到，發射后的束流經過腔體耦合后形狀能量都發生了變化：

然后是洛倫茲因子Gamma的相位圖：

端口1的信號顯示粒子束產生了高功率的無線電波：

輸出信號對應于峰值功率的平方根，計算出輸出端從波束提取的平均功率為0.5*3000^2= 4.5 MW。

再看下宏粒子總數與時間的圖。當源發出新的粒子時，曲線增大。當粒子撞到東西或被背景吸收時，數量會降低。可以觀測二次粒子倍增的情況：

發射電流VS時間圖：

最后來一個電磁波-功率傳輸圖：電磁場從粒子上得到或者損失的功率對應關系。

這就是今天看的案例流水賬及一般需要的后處理。