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JEMS-NEPTUNE3D

简要介绍:

JEMS-NEPTUNE3D是一款三维全电磁粒子模拟并行应用软件。它采用电磁场时域有限差分与粒子质点网格法求解麦克斯韦方程与粒子运动方程,模拟电磁场与带电粒子的非线性互作用全物理过程。软件充分考虑了带电粒子相对论效应,可满足高功率微波器件、脉冲功率装置关键部件、微真空电子学器件、微波等离子体非线性互作用机制等领域的模拟仿真需求。

实际应用典型案例:多种典型高功率微波器件(磁绝缘线振荡器、相对论返波管、虚阴极振荡器、相对论速调管、回旋管等)、太赫兹微电真空器件(太赫兹折叠波导行波管)、大型脉冲功率装置关键部件(PTS装置真空汇流区DPHC电流损失评估)等。

主要功能:

1. 三维复杂几何结构的边界描述建模、CAD建模功能。

2. 多种波导结构下的多种电磁波模引入/加载。

3. 多种电子发射方式:束流、爆炸、回旋、热、场致发射。

4. 多种静磁场加载方式、多电极下的静电场分布计算。

5. 壁面金属有限电导率功能。

6. 电/磁场、电流、电压、功率、粒子数的实时动态监测。

技术特色:

1. 桌面机、万亿次、百万亿次、千万亿次计算:平滑移植、数十至数千CPU核可扩展;

2. 可支撑米到毫米级电真空部件、器件模拟设计:

    M 型慢波器件(磁绝缘线振荡器)

    O 型慢波器件(相对论返波管、相对论速调管)

    空间电荷类器件(虚阴极振荡器)

    快波类器件(回旋管)

    微电真空器件(太赫兹折叠波导行波管)

    大型脉冲功率装置关键部件(PTS 真空汇流区DPHC)

3. 与商业软件Magic3D及CST-PS相比,可对实际器件整体模型进行精细化粒子模拟,计算规模超过100倍;

4. 适用于大规模并行的全新高效电荷守恒型PIC算法。