Моделирование эмиссионных процессов в сильных электромагнитных полях

Рассмотрена проблема расчета процессов электронной эмиссии с поверхности металлов при сильных электромагнитных полях с учетом релятивистских эффектов. Одним из методов моделирования в данной области является метод частиц, сочетающийся с сеточным расчетом полей на основе уравнений Максвелла. Подобные методики развиваются с 1960-х годов по настоящее время. При этом существующие подходы все еще имеют определенные ограничения. В настоящей работе для аксиально-симметричной геометрии, генерирующей системы, представлена новая численная методика моделирования процессов эмиссии электронов с поверхности металлических катодов. Методика использует представление крупных сглаженных гауссовых частиц и реализует расчеты электромагнитных полей на декартовых пространственных сетках. Программная реализация ориентирована на параллельные вычисления. Целью численных экспериментов было определение параметров электронной эмиссии. В качестве тестовых задач были выбраны диодные и триодные цилиндрические системы. В численных расчетах получены пространственно-временные характеристики релятивистских электронных пучков, порождаемых эмиссионными процессами, в том числе воспроизведен ток Чайлда–Ленгмюра. Разработанная численная методика подтвердила свою корректность и эффективность.
Библ. 42. Фиг. 7.