[發明專利]一種基于1D3V統計理論建模的微放電閾值預測方法及系統

在審

• 申請號: 202210778198.0
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115099074A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 林舒;屈皓;鐘環;翟永貴;李永東;王洪廣;翁明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/22
• 分類號: G06F30/22;G06F17/18;G06F111/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于1D3V統計理論建模的微放電閾值預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集電壓并確定電壓數列Н；

S2、遍歷步驟S1得到的電壓數列Н中各元素，采用聯合概率密度函數的1D3V數值構建方法計算不同出射相位下電子以不同的二維速度出射后發生碰撞的概率權重及其歸屬序號數組、以及對應的電子碰撞動能與碰撞角度數組；

S3、將步驟S2得到的電子碰撞動能與碰撞角度數組同時代入指定材料的二次電子發射系數模型中，計算相應的瞬時二次電子發射系數數組；

S4、根據步驟S2得到的概率權重及歸屬序號數組計算電子碰撞的G函數分布，并結合步驟S3得到的瞬時二次電子發射系數數組計算K函數分布，確定用于求解有效二次電子倍增率的聯立方程組，使用聯立迭代求解法計算電壓數列Н中各元素對應的微放電有效二次電子倍增率σ_eff；

S5、搜索滿足條件σ_eff(V_j)≤1與σ_eff(V_j+1)≥1的電壓區間[V_j,V_j+1]，在電壓區間[V_j,V_j+1]內使用二分法確定步驟S4得到的微放電有效二次電子倍增率σ_eff＝1時對應的微放電電壓閾值，完成微放電閾值預測。

2.根據權利要求1所述的基于1D3V統計理論建模的微放電閾值預測方法，其特征在于，步驟S1中，根據電壓搜索范圍[V_l,V_r]及相應的剖分數c，通過對數均勻剖分確定電壓數組Н，第i個相位數組元素H_i為：

3.根據權利要求1所述的基于1D3V統計理論建模的微放電閾值預測方法，其特征在于，步驟S2具體為：

S201、根據相位剖分數確定初始相位數組為根據相位剖分數n確定[0,2π]范圍內的初始相位數組

S202、將概率密度函數的整個求解域離散為多個連續且寬度都等于h的判斷區間Δτ，根據電子出射速度分布f(u)及出射角度分布f(θ)將電子出射速度拓展為二維分布函數，從概率角度對二維速度分布函數在兩個維度上進行均勻剖分，得到相應的速度數列X與Y，通知速度數列X與Y對應求出二維速度網格陣列U(X，Y)，位于第j行第k列的網格節點對應的速度組合為(X_j，Y_k)；

S203、采用龍格庫塔法求解電子分別從不同位置以步驟S202得到的二維速度網格陣列中不同二維速度組合出射后的運動軌跡，直至電子發生碰撞，確定電子發生碰撞時的渡越時間、碰撞動能、碰撞角度與碰撞類型；

S204、將電子出射速度分布在縱向和橫向上均勻分割劃定為m個等概率量速度網格，網格節點位于相鄰四個網格的交點，具有各自的部分概率量，各網格的概率總量根據網格節點速度組合對應的渡越時間判定其概率歸屬，各網格的四個節點均分網格的總概率量，以4個節點N_m(X_j,Y_k)，N_m+1(X_j+1,Y_k)，N_m+2(X_j,Y_k+1)和N_m+3(X_j+1,Y_k+1)組成的網格g_m，每個網格節點占所有與其相鄰的速度網格概率總量的1/4；

S205、在初始速度網格剖分較疏的情況下，通過在兩個維度反復插入新的速度，形成新的速度組合，得到概率量更小的網格剖分，通過S203方法求解新速度組合對應電子發生碰撞時的渡越時間、碰撞動能、碰撞角度與碰撞類型，通過步驟S204計算碰撞概率權重；

S206、遍歷步驟S201的初始相位數組，重復步驟S202～S205，求解不同相位分布碰撞概率權重數組、對應電子發生碰撞時的碰撞動能數組、碰撞角度數組。