VSim专业电磁粒子仿真美国Tech-X公司由JohnR.Cary博士创立，总部设在美国科罗拉多州博尔德市，是专业的等离子技术软件供应商。Tech-X公司的产品主要包括电磁粒子仿真软件VSim和电磁流体仿真软件USim。VSim软件提供的独特物理模型涵盖整个等离子体和射频领域的仿真问题，借助于VSim强大的并行算法，诸多应用领域问题得以求解，例如激光等离子相互作用、高功率微波器件、真空电子器件、脉冲功率、高压放电、加速器等。VSim软件支持从笔记本、台式机到超级计算机，从单核到数万核并行的多操作系统平台。USim软件是支持等离子体、高超声速流体、化学反应流体模拟的专业电磁流体仿真软件，是求解高超声速流体力学、高能密度物理、天体物理、电气工程等领域复杂问题的高端工具。VSim软件发展VSim软件是一款灵活的包含电磁场、粒子和等离子体物理的软件，起源于2001年为美国政府部门应用所做的开发。VSim早期版本称为VORPAL，主要用于解决联邦政府面临的种种难题，包括等离子体加速、加速器腔建模、磁约束核聚变的研究等。2004年9月30日，Nature杂志封面展示了VORPAL软件对激光尾场加速的仿真结果，对相关实验的成功有重大的指导意义。2012年11月，推出VSim6.0。VSim6.0全面更新了碰撞和蒙特卡洛模块，另有用于全电磁场模拟的新增功能，其便携性和易用性进一步改进。VSim6.0软件能在日益增长的商业需求方面做的更好。VSim软件功能模块模块功能应用VSimBase等离子体Particle-In-Cell算法；电磁场FDTD算法；静电场Poisson算法。对等离子体基础理论问题的分析。VSimPA超强激光和高能粒子运动；LorentzBoostedFrame；相对论流体模型；色散控制；激光场致电离；高阶粒子插值。用于超快超强激光与物质相互作用研究；高强度激光场下等离子体的运动及其对激光的反作用，如激光的聚焦、整形和衍射、高能粒子的形成、靶面物理等；强激光与等离子体物理方面的研究，例如激光等离子体加速器、惯性约束聚变等。VSimMD复杂形状导体/电介质；电子束发射源仿真；电磁场的滤波；S参数计算；二次电子仿真；复杂边界条件。用于真空粒子束微波源及微波器件研究；粒子束在真空腔体中传播及与腔内电磁波相互作用的仿真，如各种真空微波源(磁控管，行波管，速调管，回旋管等)及其附属器件(电子枪，磁聚焦系统，收集器，耦合器等)的设计优化；真空器件的二次电子倍增(Multipacting)过程仿真。VSimPD射频/直流条件下的腔体和电介质仿真；带电粒子与背景气体间、带电粒子之间的碰撞，包括弹性碰撞，激发，电离，复合；带电粒子与壁面的作用，如二次电子发射、溅射等。用于放电等离子源及材料处理研究；各种低气压的射频-直流等离子体源(如磁控溅射，CCP，ICP，空心阴极)及小尺寸的大气压放电(如介质阻挡放电)设备的研究和设计；粒子束和背景气体的相互作用；研究借助放电过程工作的设备，如等离子体推进器等。VSimEM支持复杂外形金属和电介质；入射/出射和完美匹配层(PML)边界；非理想和非各向同性电介质的支持；S参数、总场-散射场变换、远场计算；谐振腔模式分析；GPU电磁场计算。用于高端电磁场和电磁波问题研究；电磁波在各种复杂介质中传播；在目标上的散射模拟，如光子晶体研究；雷达和天线设计；谐振腔腔体设计；电磁波在目标上的吸收。VSim专业电磁粒子仿真软件VSim是包含全电磁模型的粒子仿真软件，是等离子体、微波与真空电子器件、脉冲功率与高电压、加速器、放电等离子体等领域的尖端仿真工具。VSim物理基础MaxwellParticlesourcesParticledynamicsVSim功能特征Particle-In-Cell模型VSim使用PIC算法(Particle-in-Cell)来模拟等离子体的演化。等离子体粒子之间以及和外界的相互作用通过电磁Maxwell方程组或者静电Poisson方程求解，等离子体粒子的运动利用宏粒子的相对论运动方程跟踪。这一模型可以有效地处理各种动理学(kinetics)和束流效应。电磁场模型VSim使用MultiField作为场模型的基本框架，在框架内可以选择任何合适的电磁场模型，标准模型为Yee网格的电磁场建模和基于Poisson方程的静电场建模。内置的Maxwell和Poisson求解器可以进行激光/微波/射频/直流设备的建模，支持各种复杂的介电、介磁和电导行为。复杂几何外形和网格处理VSim允许用户自定义复杂几何模型或直接导入STL格式CAD文件，对器件的曲边部分使用梯形或者三角形近似来获得较为准确的逼近