АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СВЧ-ГЕНЕРАТОРЕ С МАГНИТНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ В ТРЕХМЕРНОМ СЛУЧАЕ

Рассмотрена актуальная задача численного моделирования нелинейных волновых процессов в СВЧгенераторе с магнитной изоляцией, применяемого для формирования релятивистских электронных пучков и порождаемого ими излучения. Особенностью постановки является реальная трехмерная геометрия генератора. Для численного анализа задачи использована трехмерная математическая модель, включающая уравнения Максвелла и уравнения движения релятивистских заряженных частиц. В модели учтены полевая эмиссия электронов с поверхности катода и наличие релятивистской плазмы. Предложен новый численный алгоритм решения задачи, сочетающий явные схемы по времени, метод конечных объемов на нерегулярных сетках и метод облачных частиц. Программная реализация ориентирована на параллельные вычисления. Для апробации трехмерного численного подхода рассмотрены две актуальные задачи генерации релятивистских электронных пучков в одномерной и двумерной постановках. Анализ результатов расчетов подтвердил воспроизведение в трехмерном коде одномерных и двумерных решений. Библ. 22. Фиг. 6.

трехмерное численное моделирование, нелинейные волновые процессы, генераторы СВЧ-излучения, релятивистские электронные пучки