Trak 剧本的结构

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每次 Trak 运行都必要一个节造剧本?FPREFIX.TIN。本章会商若何使用 Trak 主菜单中?SetUp?选项调出的交互式对话框来创建剧本。后续章节将提供有关使用文本编纂器构建剧本和增长职能的具体信息。

无论使用哪种步骤，相识剧本体式都是有益的。剧本蕴含三个部门：Fields（。Particles（粒子）和?Diagnostics（诊断）。

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文件结构如下：

Fields

? (场号令)

End

Particles RunMode

? (粒子号令)

End

Diagnostics

? (诊断号令)

End

EndFile

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各部门必须按所示挨次出现，并以?End?选项实现。每个部门都有一组允许的选项，在部门内有效选项可按肆意挨次出现。Trak 在读取完所有选项后起头处置该部门。EndFile?选项关关所有文件并终场法式。

Fields?部门的选项节造从 EStat 和/或 PerMag 输入场求解文件。高级选项可用于调整场值、引入功夫变动、增长恒定磁场分量以及调整单个电极的电势。

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Particles?部门节造轨迹推算，部门标题中的字符串参数指定追踪模式：Field、Track、SCharge、RelBeam、FEmit?或?Plasma。Particles?部门的有效选项取决于追踪模式——若发现无效选项，法式将终场并显示谬误信息。Particles?部门的选项拥有三项职能：

• 节造轨迹推算（全局天堑、网格搜索选项、功夫步长、列表选项等）

• 启动粒子轨迹（粒子参数、象征发射面等）

• 界说终场准则

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Trak 读取?Particles?部门的所有选项，处置信息，而后推算轨迹。凭据追踪模式的分歧，法式还可能更新电势并在多个循环中沉新推算轨迹。

Diagnostics?部门的号令节造有关场和推算轨迹的特殊输出列表。Trak 可纪录表加磁场、自洽电场和束致磁场的扫描。法式可天生初始和了局粒子参数的体式化列表和输出文件。Trak 可对了局束流散布进行自动分析。若运行天生输出粒子文件，也可使用 GenDist 进行散布推算。

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Track 模式

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Trak 提供交互式对话框援手用户创建根基运行节造剧本。点击?SetUp?菜单选项或工具，在初始对话框当选择适当的追踪模式。若选择默认的?Track?模式，法式将调出图1所示对话框。把稳对话框条款分为与 Trak 剧本一样的三类：Fields、Particles?和?Diagnostics。分歧对话框组中的条款在相应的剧本部门中创建号令，本章简要描述对话框条款标作用。

• EFILENAME：提供 EStat 求解文件的齐全名称，用于为粒子追踪提供电场信息。

• BFILENAME：提供 PerMag 求解文件的齐全名称，用于为粒子追踪提供磁场信息。

• DUNIT：Trak 剧本选项中出现的长度的换算系数，蹬宗每米的距离单元数。例如，若尺寸以微米为单元，则设置?DUnit = 1.0×10?。

• DT：提供轨
  
  ；值墓Ψ虿匠ぃǖピ耄。若框内为空或为 0.0，Trak 将凭据网格属性、电解和粒子参数尝试选择相宜的值。

• PPREFIX IN：提供蕴含粒子肇始参数列表的文件?PPREFIX.PRT?的前缀。

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发射面组中蕴含四个号令。发射面是启动粒子轨迹的另一种方式。Trak 鉴别固定电势区域（电极）的单元面片，并在相邻电介质单元中靠近表表的地位为每个面片启动一个或多个粒子。

• REGNO：输入在固定电势区域表表上界说的发射线区域编号。若区域编号为0且?PPrefix In?字段为空，Trak 会向剧本增长一个虚构的?PList?号令。

• MASS：提供在发射面上创建的粒子质量，以 AMU（原子质量单元）为单元。若框中为 0.0，Trak 插入电子质量。

• CHARGE：提供在发射面上创建的粒子电荷，以根基电荷为单元。质子的?Charge = +1.0，电子的?Charge = -1.0。

• NPERSEG：输入每个发射面面片启动的轨迹数。

• PPREFIX OUT：若但愿 Trak 写入最终轨迹参数文件?PPREFIX.PRT，请提供名称。该文件可用作后续 Trak 运行的输入，或移植到 Field Precision 法式 GenDist、OmniTrak 和 GamBet 中。

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场线模式

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若选择?FLine?模式，Trak 显示图8所示对话框。场线追踪仅合用于电场，由于磁场线图可在 PerMag 中轻松创建，因而?Fields?部门中没有?BFileName?条款。

• FFILE PREFIX：提供蕴含场线肇始参数列表的文件?PREFIX.FLD?的前缀。

• DS：场线积分以空间幼步长而非功夫步上进行。以?DUnit?指定的单元输入值。若字段为空或为 0.0，Trak 将选择默认值。

发射面组中的条款与 Track 模式对话框类似，重要区别在于没有粒子参数，并增长了以下条款：

• POLARITY：选择?Positive?时，空间积分沿正电场方向进行。

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空间电荷与相对论束流模式

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当选择?SCharge?或?RelBeam?模式时，显示图9所示对话框。与 Track 模式对话框相比，Fields?组中增长了两个条款。

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• MAXCYCLE：粒子轨迹推算和电场沉新推算经过 NCycle 个场/粒子循环，以蕴含束流空间电荷效应。参数?MaxCycle?是静电势矩阵求解中的最大迭代次数。较高的值可提高精度但运行功夫更长。MaxCycle?的值应足够高以确保运行实现时收敛。满足以下前提时求解收敛：

  • 发射面电流在场/粒子循环之间变动很幼。

  • 进入最终粒子/场循环时，初始相对残差（静电势均匀误差）值较低（? 1.0×10??）。

• RESTARGET：设置静电势矩阵求解中的指标相对残差值。该量是求解精度的怀抱，应远幼于1。若迭代次数超过?MaxCycle?或残差幼于指标值，Trak 退出场沉新推算法式。MaxCycle?和?ResTarget?的选择影响求解精杜纂运行功夫之间的平衡。

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Particles?部门发射面组增长以下参数：

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• DEMIT：物理源表表（如阴极表表）与仿照 Child 定律发射所需的虚构发射面之间的距离。以当前?DUnit?值设定的单元输入。虚构面应靠近源表表并遵循其大体概括。另一方面，DEmit?必须 ≥ 1.5 倍部门单元宽度，以确保电场推算的正确性。

• EPREFIX OUT：将蕴含空间电荷效应的静电求解了局纪录到文件?EPREFIX.EOU?中。该文件可在 EStat 中查看，或加载到 Trak 中进行后续求解。

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场致发射模式

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图4显示天生?FEmit?模式剧本的对话框。条款与?SCharge/RelBeam?对话框一样，但发射面组中的条款有所差距。由于该模式仅处置电子场致发射，因而不蕴含?Mass?和?Charge?选项。

• WORKFUNC：以 eV 为单元输入发射面的功函数。

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• BETA：参数 β 暗示发射面亚微观结构（如覆盖碳纳米管的区域）导致的场加强系数。Trak 推算部门场幅值 |E|，并在 Fowler-Nordheim 方程中使用 β|E| 推算部门电子电流密度。

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Plasma 模式

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Plasma 模式中的优化推算较为复杂，可能必要调整参数以获得优良了局。很多条款与?SCharge?和?RelBeam?模式中的职能一样。

Plasma?组蕴含以下条款：

• NSURFACE：表表调整的循环次数，默认?NSurface = 3。

• NCORRECT：每次表表调整中确定空间电荷受限流不变解的轨迹-场沉新推算次数（默认?NCorrect = 5）。

• NINIT：初次表表调整前的初始轨迹-场推算次数（默认?NInit = 12）。

发射面组蕴含一个附加参数：

• DGAP：加快间隙的大体总宽度，以当前?DUnit?值设定的单元输入。

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