[发明专利]一种预测微放电阈值的共形边界电磁场插值方法

权利要求书

1.一种预测微放电阈值的共形边界电磁场插值方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用三维建模软件/电磁模拟软件建立待求微波部件模型，然后通过电磁模拟软件求解微波部件中的电磁场分布；

步骤2，将3D微波部件几何结构进行离散剖分以构成电磁场计算的交错对偶网格体系，即Yee网格，该网格单元形状为六面体；

步骤3，从3D建模软件/电磁模拟软件中导出的三角面片边界信息采用STL文件格式进行存储，从电磁模拟软件中输出的电场分量放置在Yee网格单元各棱的中间，平行于各棱；磁场分量放置在Yee网格单元各面的中心，平行于各面的法线；同时，根据电场分量存储位置分别构建3套独立的电场六面体网格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid，根据磁场分量存储位置分别构建3套独立的磁场六面体网格B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid；

步骤4，根据三角面片边界信息对Yee网格单元Grid[x][y][z]进行标识以确定共形网格单元网格坐标值；

步骤5，结合步骤3中输出的频域电磁场，采用电磁场外推算法分别计算介质/金属区域内以及共形网格中场网格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid、B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid节点上的电磁场值；

步骤6，按照初始设置的粒子加载区域开始向空间区域内加载宏粒子；

步骤7，计算粒子运动轨迹并判断粒子是否到达边界，然后通过二次电子发射模型确定出射电子数目和速度；

步骤8，判断是否到达仿真时间，若没有则继续进行微放电过程模拟，否则根据粒子数目曲线历史变化趋势判断是否发生微放电，从而获得该微波部件的微放电阈值。

2.根据权利要求1所述的一种预测微放电阈值的共形边界电磁场插值方法，其特征在于，步骤2中Yee网格用于存储空间中粒子位置和确定共形网格位置。

3.根据权利要求1所述的一种预测微放电阈值的共形边界电磁场插值方法，其特征在于，步骤3中的三角面片边界信息是以STL文件格式存储，输出的x、y和z三个方向上的电场分量分别放置在Yee网格单元各棱的中间，平行于各棱，磁场分量分别放置在Yee网格单元各面的中心，平行于各面的法向；同时，根据电磁场分量存储位置分别构建6套独立的电磁场六面体网格，其对应的场网格名称依次为E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid、B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid，具体为：

结合步骤2中的Yee网格节点物理坐标计算电磁场网格节点的物理坐标，电磁场网格中网格节点的物理坐标值为Yee网格中对应网格节点物理坐标值与前一网格节点的平均值，以电场网格E_xGrid、E_yGrid、E_zGrid为例，其计算表达式如下：

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，可以计算磁场网格B_xGrid、B_yGrid、B_zGrid中网格节点的物理坐标值。