[發(fā)明專利]一種預(yù)測微放電閾值的共形邊界電磁場插值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910074840.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109948179B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟永貴;李永東;王洪廣;林舒;張磊;李韻;崔萬照
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F113/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種預(yù)測微放電閾值的共形邊界電磁場插值方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采用三維建模軟件/電磁模擬軟件建立待求微波部件模型，然后通過電磁模擬軟件求解微波部件中的電磁場分布；

步驟2，將3D微波部件幾何結(jié)構(gòu)進行離散剖分以構(gòu)成電磁場計算的交錯對偶網(wǎng)格體系，即Yee網(wǎng)格，該網(wǎng)格單元形狀為六面體；

步驟3，從3D建模軟件/電磁模擬軟件中導(dǎo)出的三角面片邊界信息采用STL文件格式進行存儲，從電磁模擬軟件中輸出的電場分量放置在Yee網(wǎng)格單元各棱的中間，平行于各棱；磁場分量放置在Yee網(wǎng)格單元各面的中心，平行于各面的法線；同時，根據(jù)電場分量存儲位置分別構(gòu)建3套獨立的電場六面體網(wǎng)格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid，根據(jù)磁場分量存儲位置分別構(gòu)建3套獨立的磁場六面體網(wǎng)格B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid；

步驟4，根據(jù)三角面片邊界信息對Yee網(wǎng)格單元Grid[x][y][z]進行標識以確定共形網(wǎng)格單元網(wǎng)格坐標值；

步驟5，結(jié)合步驟3中輸出的頻域電磁場，采用電磁場外推算法分別計算介質(zhì)/金屬區(qū)域內(nèi)以及共形網(wǎng)格中場網(wǎng)格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid、B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid節(jié)點上的電磁場值；

步驟6，按照初始設(shè)置的粒子加載區(qū)域開始向空間區(qū)域內(nèi)加載宏粒子；

步驟7，計算粒子運動軌跡并判斷粒子是否到達邊界，然后通過二次電子發(fā)射模型確定出射電子數(shù)目和速度；

步驟8，判斷是否到達仿真時間，若沒有則繼續(xù)進行微放電過程模擬，否則根據(jù)粒子數(shù)目曲線歷史變化趨勢判斷是否發(fā)生微放電，從而獲得該微波部件的微放電閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測微放電閾值的共形邊界電磁場插值方法，其特征在于，步驟2中Yee網(wǎng)格用于存儲空間中粒子位置和確定共形網(wǎng)格位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測微放電閾值的共形邊界電磁場插值方法，其特征在于，步驟3中的三角面片邊界信息是以STL文件格式存儲，輸出的x、y和z三個方向上的電場分量分別放置在Yee網(wǎng)格單元各棱的中間，平行于各棱，磁場分量分別放置在Yee網(wǎng)格單元各面的中心，平行于各面的法向；同時，根據(jù)電磁場分量存儲位置分別構(gòu)建6套獨立的電磁場六面體網(wǎng)格，其對應(yīng)的場網(wǎng)格名稱依次為E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid、B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid，具體為：

結(jié)合步驟2中的Yee網(wǎng)格節(jié)點物理坐標計算電磁場網(wǎng)格節(jié)點的物理坐標，電磁場網(wǎng)格中網(wǎng)格節(jié)點的物理坐標值為Yee網(wǎng)格中對應(yīng)網(wǎng)格節(jié)點物理坐標值與前一網(wǎng)格節(jié)點的平均值，以電場網(wǎng)格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid為例，其計算表達式如下：

E_xGrid[x][y][z]＝0.5·(X_x[x-1][y][z]+X_x[x][y][z]),

E_yGrid[x][y][z]＝0.5·(X_y[x][y-1][z]+X_y[x][y][z])，

E_zGrid[x][y][z]＝0.5·(X_z[x][y][z-1]+X_z[x][y][z])；

同理，可以計算磁場網(wǎng)格B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid中網(wǎng)格節(jié)點的物理坐標值。