电子在材料中输运的蒙特卡罗模拟

介绍了电子输运问题的蒙特卡罗方法的基本原理和步骤。电子输运过程的模拟采用了“浓缩历史”蒙特卡罗方法 ,电子随机游动步长根据能量步划分 ,在每个电子游动步内 ,电子的能量损失为非辐射 (碰撞 )能量损失和辐射 (韧致辐射 )能量损失之和 ,其中非辐射能量损失通过对Landau公式的随机抽样得到 ,辐射能量损失以及韧致辐射光子的产生通过利用Bethe Heitler的随机抽样处理 ,在每个电子游动步结束时电子的出射角的抽样利用Gouddsmit Saunderson多重散射公式 ,电子 -电子的散射利用Moller截面公式进行抽样。最后对电子在航天用合金铝平板材料中的输运进行了模拟计算并给出了计算结果     

高速核在高温热平衡等离子体中的非平衡弛豫过程对热核反应率参数的影响

高速核入射到高温热平衡等离子体背景中,由于入射核动能远大于背景等离体中带电粒子之平均动能,入射核在与背景等离子体达到热平衡之前,会存在一段逐渐损失能量的非平衡弛豫过程。本文以高速氘核入射到高温氘化锂等离子体为例,在计及氘核的这种非平衡弛豫过程时,给出了一种计算热核反应D(t,n)~4He之反应率参数的方法。氘核在弛豫过程中的能量损失考虑了氘核与各种带电粒子的库仑散射过程,其能量损失率采用快速带电粒子的慢化理论来计算;氘与背景等离子体中的原子核发生的核反应过程,考虑了非平衡状态下束靶机制的D(t,n)~4He反应和热平衡状态下的D(t.n)~4He反应。在暂未考虑核散射的情况下,计算结果表明,当等离子体温度在7.5KeV～20KeV范围内变化时,氘核的非平衡弛豫过程对热平衡状态下D(t,n)~4He反应率参数的修正因子大致在1.0062～1.0943范围内变动,且温度越高,修正因子越小。计算还表明,当温度一定时,修正因子随等离子体中粒子的数密度变化不明显。     

质子在重核内级联过程的蒙特卡罗计算

用更逼真的核模型(费米型的核子密度分布)进行了模拟计算,计算中用折线近似粒子的曲线运动轨迹,并考虑了短子在核表面处的折射和反射。用自由核子截面确定核内的碰撞,并且自始至终地使用了统计抽样技术。入射粒子的能量被限于350Mev 以下,即π介子不大可能产生的能量范围。初步计算结果与实验数据进行了对比。     

卫星柔性热控薄膜材料充放电效应试验

针对柔性热控薄膜材料导电/绝缘多层复合、微纳尺寸厚度的结构特点,采用10～70 KeV电子辐照的方法开展了kapton基二次表面镜薄膜材料充放电特性的测试试验,获得了表面充电电位、静电放电频次等关键参数,并采用蒙特卡罗方法研究了辐照电子在多层薄膜材料内的输运规律。研究结果表明由于kapton基二次表面镜薄膜结构的特殊性,当辐照电子能量为10 KeV时未发生静电放电现象,随着电子能量不断增加,薄膜材料的表面充电电位幅值与静电放电频次呈先上升后下降的变化规律,且在电子能量为25 KeV时空间充放电效应最为显著。     

低能电子散射中的定域交换势(Ⅰ)电子被He，Ne和Ar原子的散射

文中利用自由电子气体近似(HFEGE)定域交换势和修正的半经典近似(MSCE)定域交换势,加上正交化方法(Orthogonalization technique),对能量在0.1～20eV的低能电子被He,Ne和Ar 原子的弹性散射过程进行了计算。其中靶原子的电荷分布以及入射电子和靶原子的静电作用利用原子的Roothaan-Hartree-Fock 波函数求出;相关和极化作用则用一个无参数的相关极化势近似表示。通过本文计算结果和严格计及交换作用的结果及实验数据相比较,对HFEGE和MSCE 交换势的准确性以及正交化过程对计算结果的影响进行了分析。     

低能电子散射中的定域交换势(I)电子被He,Ne和Ar原子的散射

文中利用自由电子气体近似(HFEGE)定域交换势和修正的半经典近似(MSCE)定域交换势,加上正交化方法(Orthogonalization technique),对能量在0.1～20eV的低能电子被He,Ne和Ar原子的弹性散射过程进行了计算。其中靶原子的电荷分布以及入射电子和靶原子的静电作用利用原子的Roothaan-Hartree Fock渡函数求出;相关和极化作用则用一个无参数的相关极化势近似表示。通过本文计算结果和严格计及交换作用的结果及实验数据相比较,对HFEGEE和MSCE交换势的准确性以及正交化过程对计算结果的影响进行了分析。     

弹道式导弹防御系统(续)

雷达黑障是由于核爆炸释放出大量自由电子所引起的。所有这些电子除少量外,都是从空气分子或原子中游离出来的。这些分子或原子就成了离子。形成离子有两个主要原因:一是由于核爆炸形成高温火球产生离子;二是核爆炸产生的放射性碎片释放出β射线（高能电子）。这些β射线使周围空气电离成离子。     

军转民技术

中高能双光子医用直线加速器系统【技术领域】先进制造工艺及装备【技术开发单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所【技术简介】系统主要由行波加速管、电子枪、微波系统、高压脉冲调制器等组成。采用行波反馈电子加速器原理,利用微波能量对电子进行加速,使电子达到MeV级的能量。加速后的高能电子直接引出经散     

SPH算法在超高速碰撞数值模拟中的应用

采用大型动力学软件Ls-dyna中的SPH求解器,对球形弹丸超高速碰撞靶板的过程进行数值模拟。给出由于碰撞速度不同,而引起的不同的碎片云图像,以及不同的靶板破碎孔的尺寸。同时模拟了入射角度不同,而得到不同的超高速碰撞物理过程。初步分析结果表明数值模拟结果是合理的,较清晰地模拟了超高速碰撞下碎片云的生成、膨胀过程。另外,通过数值模拟结果与实验结果的比较分析,表明SPH方法得到的结果能描述相应的超高速碰撞现象。所以采用SPH算法针对超高速碰撞物理过程进行数值模拟是可行的。     

高能质子引起的核内级联过程

本文用蒙特卡罗方法计算了重核(U~(238))在高能入射质子(235MeV)的轰击下,所产生的核内级联过程。     

等离子体与高功率微波相互作用中电子分布特性

电子数密度是表征等离子体物理特性的一项重要因素,在等离子体与高功率微波的相互作用中,等离子体对入射电磁波的吸收、衰减和屏蔽等电磁特性可通过电子数密度的变化进行表征。基于等离子体流体近似研究方法,利用COMSOL软件求解等离子体中的波动方程、电子传递方程和重粒子传递方程,计算分析了等离子体与高功率微波相互作用中的电子分布特性,重点分析了相互作用中平均电子数密度和平均电子能的数值和空间分布变化过程。研究表明,在高功率微波作用下,等离子体区域电子数密度在数值上会产生剧烈的阶跃变化,形成雪崩效应,在空间分布上电子数密度峰值产生趋于入射方向移动的变化;电子能的变化与入射波激励和电子数密度相关,随入射激励增加呈增长趋势,随电子数密度的增加而减小。     

驻波—行波边界条件在PSTD算法中的实现

将时域伪谱法(PSTD)的边界条件PML用驻波-行波边界条件来代替.该条件在边界处附加理想电(磁)壁对计算区域进行截断,将由此产生的反射场去除,从而减少反射场所产生的干扰,在有限的空间内有效地模拟出无限大的电磁散射空间.给出了该边界条件下的二维PSTD迭代格式,并将其数值结果与运用PML边界条件的PSTD的结果进行比较,计算结果表明这种结合形成的新方法节约了内存,提高了计算速度,具有良好的可行性.     

船用反应堆堆芯时空中子动力学仿真软件的研制

根据船用反应堆结构特点与运行方式,建立堆芯三维两群时空中子动力学仿真模型,研制了船用反应堆堆芯时空中子动力学仿真软件系统.利用软件系统进行堆芯物理计算,计算与验证结果表明,软件系统数学物理模型准确,可广泛应用于船用核动力装置模拟器的设计与研制.     

双基地声纳目标低频散射特性研究

针对双基地声纳目标低频散射问题,从Helmholtz积分方程出发,采用等价面元解决表面积分存在的奇异性问题,建立了非入射方向水下目标散射声场的物理模型和计算方法.计算了刚性圆柱体的后向散射回声,绘出了在不同收发分置角、低频情况下,刚性椭球目标强度随目标姿态角的空间变化曲线,并分析了其散射特性.结果表明,提出的模型和方法能计算任意分置角和任意目标姿态角时的水下目标散射强度,可用于预报双基地声纳目标低频声散射特性.     

高功率微波弹的杀伤效果分析与仿真

根据高功率微波弹微波脉冲的攻击入射角,给出了高功率微波弹杀伤区域模型,结合高功率微波损坏和干扰电子元器件的能量阈值,提出了高功率微波弹对目标的失效区、干扰区及安全区的概念,并建立相应的数学模型进行了仿真分析,为高功率微波弹攻击参数的设定及实际的作战运用提供了理论依据。     

开口金属腔体对强电磁脉冲的耦合效应

为了评价腔体开口因素对核电磁脉冲(High-amplitude Electro Magnetic Pulse,HEMP)和高功率微波(High Power Microwave,HPM)破坏效能的影响,采用CST电磁计算软件建立强电磁脉冲的孔缝耦合模型,研究孔缝的位置、大小以及长宽比对HEMP和HPM耦合效应的影响。结果表明,孔缝的位置、大小及长宽比对HEMP的耦合效应影响较大,合理控制孔缝的位置、大小以及长宽比能在一定程度上削弱HEMP的破坏效能。对于HPM,相同条件下其耦合效应要明显强于HEMP。在孔缝达到一定尺寸后,其大小和长宽比对HPM的耦合效应影响较小,仅孔缝位置会带来较大的影响。当开口平面与HPM入射方向平行时,耦合效应最弱,但此时耦合进入腔体内的能量还是很容易达到多种电子元器件的电磁损伤阈值级别。     

一种新的双应力加速寿命试验研究（Ⅰ）——方法篇

加速寿命试验是高可靠长寿命评估中的常用方法,广泛应用于武器装备的定寿与延寿。在现有加速寿命试验的基础上,本着提高加速试验效率和减少试验费用的目的,提出了一种新的双应力加速寿命试验方法———双应力交叉步降加速寿命试验,并通过理论模型的建立,运用Monte-Carlo仿真对该试验方法的有效性进行了验证。研究结论表明,该方法应用于电子装(设)备的长寿命评估具有明显高于现有加速寿命试验的加速效率。     

飞机机翼结构损伤仿真研究

飞机结构的战伤模式及战伤程度预测对于制定战场抢修预案及改进战斗生存力设计具有重要意义。采用计算机模拟仿真技术定量分析了飞机机翼结构遭受射弹攻击后的损伤情况。通过损伤仿真讨论了3类情形,一是机翼结构受到简单的侵彻后的冲击效应;二是高速射弹攻击带有翼盒的机翼,而产生流体动力冲压效应;三是在射弹冲击模型中增加爆炸条件,研究射弹以任意角度冲击不同的位置产生的耦合效应。基于AN SY S/LS-DYNA仿真,给出了机翼结构损伤的结果,结论为战伤飞机战场抢修的快速评估提供了科学依据,也为飞机平时修理提供了参考。     

设备级电磁脉冲效应仿真算法研究综述

综述了国内外现有主要电磁脉冲效应仿真方法，认为普遍存在的问题是计算过程复杂、理论与实践脱节，提出将系统辨识和神经网络等技术应用于电子设备电磁脉冲效应仿真研究，探索基于实验数据统计的设备级电磁脉冲能量耦合建模与敏感度预测新方法是该领域的发展方向。