【摘要】：由于真空電子器件中含有復(fù)雜的電磁場(chǎng)和粒子互作用,因而對(duì)于這些器件的研究依靠傳統(tǒng)的方法難以獲得精確的結(jié)果�，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的計(jì)算能力帶動(dòng)了粒子模擬方法(PIC)的發(fā)展,使其發(fā)展成為一門(mén)新興學(xué)科。PIC方法具有成本低廉,結(jié)果直觀和操作難度小等優(yōu)勢(shì)。全三維粒子模擬軟件CHIPIC3D是一款運(yùn)用PIC粒子模擬對(duì)高功率微波器件進(jìn)行模擬計(jì)算的軟件。長(zhǎng)期以來(lái),該軟件一直采用文本文件作為數(shù)據(jù)接口對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理。由于在粒子模擬仿真中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)的文本文件對(duì)于存儲(chǔ)與處理這種海量的數(shù)據(jù)存在不足,會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲(chǔ)混亂,文件占用磁盤(pán)空間過(guò)大,難以打開(kāi)閱讀以及對(duì)于數(shù)據(jù)的處理低效的問(wèn)題。因此有必要尋找一種新的數(shù)據(jù)接口,既可以有效的解決上述問(wèn)題,又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于CHIPIC3D軟件的兼容。HDF5文件是一種分層結(jié)構(gòu)的,適用于大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的文件。將HDF5文件作為CHIPIC3D的數(shù)據(jù)接口,是解決上述問(wèn)題的有效手段�；谏鲜龅脑�,本課題的選題為“粒子模擬中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的研究”。其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為:(1)設(shè)計(jì)仿真數(shù)據(jù)在HDF5文件中的存儲(chǔ)模型。(2)在CHIPIC3D計(jì)算程序中添加對(duì)于HDF5文件的支持,實(shí)現(xiàn)將仿真數(shù)據(jù)輸出到HDF5文件中的功能。(3)在CHIPIC3D數(shù)據(jù)可視化程序中添加對(duì)于HDF5文件的支持,實(shí)現(xiàn)對(duì)于HDF5文件的讀取并繪制圖形。(4)在普通PC上對(duì)CHIPIC3D新的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行多器件測(cè)試。論文首先介紹了本課題的研究背景及主要工作,概述了項(xiàng)目所涉及的開(kāi)發(fā)工具以及HDF5文件格式的相關(guān)知識(shí)。其次對(duì)本課題進(jìn)行了需求分析,包括HDF5的存儲(chǔ)模型,數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的需求分析,并對(duì)這些需求進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),最終實(shí)現(xiàn)了將HDF5文件作為CHIPIC3D軟件的數(shù)據(jù)接口。最后,對(duì)這套數(shù)據(jù)接口進(jìn)行多器件的仿真測(cè)試,驗(yàn)證其性能。本文研究結(jié)果表明:以HDF5文件作為CHIPIC3D軟件新的數(shù)據(jù)接口是可行并且高效的。它不僅可以有效的降低仿真數(shù)據(jù)在磁盤(pán)中的存儲(chǔ)空間,使用戶易于閱讀這些數(shù)據(jù),還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的高效訪問(wèn),提高讀取效率。最后,由于其分層的特性,可以將多種類型的數(shù)據(jù)集中到一個(gè)文件中,方便了數(shù)據(jù)管理人員對(duì)于數(shù)據(jù)的管理。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN102
【圖文】：

CSTSTUDIO軟件建模界面圖

MAGIC軟件建模界面圖

CHIPIC3D建模界面圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2799968