LORENTZ - 带电粒子轨迹求解器
LORENTZ 带电粒子轨迹求解器
LORENTZ 是面向带电粒子轨迹与束流光学分析的 CAE 软件系列，提供二维、旋转对称（2D/RS）及三维分析工具。可结合电场、磁场或相应高频电磁场求解配置，研究粒子阱、电子枪、离子枪及聚焦和偏转组件中的粒子运动。
带电粒子运动与束流分析
结合场分布查看粒子轨迹
可研究 Penning 阱等装置中的粒子运动，分析粒子经过偏转磁体、多个聚焦磁体等束流光学组件时的路径，以及双栅极离子枪等装置中的束流行为。
三维软件配置提供光学轴，也称束流轴，作为束流分析的参考。
电场、磁场与高频分析配置
LORENTZ 可与相应电场和磁场求解器组合。E、M、EM 分别对应电场、磁场及电磁组合场分析，二维与三维配置按几何形式区分；高频问题可选择 LORENTZ-HF。
| 软件配置 | 几何形式 | 分析方向 |
|---|---|---|
| LORENTZ-2E | 2D/RS | 电场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-2M | 2D/RS | 磁场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-2EM | 2D/RS | 电磁组合场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-3E | 3D | 电场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-3M | 3D | 磁场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-3EM | 3D | 电磁组合场中的粒子轨迹 |
| LORENTZ-HF | 高频选项 | 高频电磁场相关分析 |
选型可结合几何形式、场类型和束流物理需求确认配置，不同分析方向不等同于同一配置包含所有场求解器。
场求解方法与时间相关分析
BEM 与 FEM 求解方法
提供边界元法（BEM）和有限元法（FEM）求解工具，可按具体应用选择相应方法，并用于结果的独立核查。
直流与准瞬态分析
支持直流或准瞬态电场分析。准瞬态模式可针对设定的时间依赖关系，在不同时间重建场，不应将其直接等同于完整瞬态场求解。
外部电场与磁场导入
可导入来自其他仿真软件、理论计算或物理测量的电场和磁场数据，用于相应粒子轨迹分析。
周期与对称设置
提供周期和对称功能，用于组织具有相应几何或场特征的模型。
束流物理与发射分析
聚焦、偏转与束流光学
可结合磁场和粒子轨迹显示研究束流在光学组件中的运动。四极磁体等模型可用于观察束流的聚焦与散焦行为。
支持束流发射度计算，并可在束流分析中考虑空间电荷影响。
发射模型与运动模式
提供 Fowler-Nordheim、Child 定律及 Richardson-Dushman 等电流发射模型，支持经典或相对论运动模式。
空间电荷与等离子体弯月面
空间电荷可采用单元或束管方法计算，并提供二维、三维等离子体弯月面形状计算。
多发射体与多束流
可处理多个发射体、收集体和粒子束，并提供二次发射体的统计处理。
物理功能与场配置匹配
可依据研究对象选择场求解配置和束流分析设置，将几何形式、场类型与所需发射模型一并考虑。
参数化、批处理与脚本自动化
参数化工具可定义变量并逐步改变参数，比较不同设计条件下的计算结果，用于设计优化和公差测试。批处理模式支持定义并运行无人值守的求解任务。
通过 API 和脚本控制程序功能，可组织模型创建、参数分配、求解和结果获取。MATLAB 代码可调用 INTEGRATED API，完成几何构建、物理参数设置、求解及结果读取；也可通过 Excel 或 Visual Studio 等工具创建脚本或宏来控制相应流程。
材料、界面与结果输出
材料库与界面定制
内置材料库支持自定义和创建材料库。界面可按使用习惯调整外观、工具栏、求解器、背景及默认设置。
场与轨迹结果表达
提供曲线、等值线、场箭头及三维图形等表达方式，并可输出格式化数据文件，供电子表格或其他程序使用。
并行处理可利用多处理器、多核与可用内存资源，支持求解和后处理任务；实际计算表现取决于模型、求解方法及硬件配置。
应用方向
粒子轨迹与分析仪器
离子迁移谱、离子阱、离子质谱仪、飞行时间谱仪、偏转板、微通道板、光电倍增管及 Multipaction 相关问题。
带电粒子源与束流
电子枪、离子枪、离子注入机、纳米管场发射器、溅射源、X 射线管及离子推进。
束流光学组件
聚焦电极、偏转磁体、电子显微镜及多极束线磁体的设计分析。
运行环境与配置
软件面向 64 位 Windows 10 和 Windows 11。二维程序典型模型可从 4 GB RAM 配置起步；三维程序典型模型建议至少配置 16 GB RAM，并配备支持 OpenGL 几何显示的显卡。具体内存配置可结合模型规模确认。
二维与三维程序可利用多处理器、多核资源；计算任务所需内存较大时，应结合实际模型需求配置硬件。
正版采购与服务
可咨询 LORENTZ 正版授权采购、软件报价和配置选型。可结合二维或三维几何、电场或磁场类型、高频需求及束流分析任务确认方案；具体交付内容与技术支持范围按所购授权及服务约定执行。
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