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本文从喷气Z箍缩装置的工作原理出发,建立了喷气Z箍缩动力学过程的二维柱坐标系下等离子体粒子模拟的物理模型,给出了模型的初边值条件。对粒子模拟算法做了详细的介绍,并且据此编写了模拟程序。对低电流驱动下的稀薄喷气Z箍缩动力学过程进行了等离子体粒子模拟计算,得到了许多微观的Z箍缩物理信息,如负载中的电流(密度)、电磁场、粒子位置和密度的时空演化,以及总的Z箍缩拖尾质量和拖尾电流、粒子能量概率分布等信息。 计算得到的离子的质心位置随时间的箍缩轨迹与雪耙模型的内爆箍缩轨迹基本相同,模拟得到的等离子体电流随时间的变化反映出了等离子体箍缩到心和反弹的过程特征,磁场随径向的变化与长直导线电流给出的磁场很接近;粒子箍缩到轴心附近时,电子和离子的能量空间分布都变得不均匀,有热斑形成,它们随能量的概率分布仍然具有麦克斯韦分布的特征,但随着箍缩的进行,最可几能量增大,较高能粒子数增加;箍缩到心时电子能量分布在10keV~30keV范围内,而离子能量分布在1keV~4keV范围内,电子能量比离子能量高一个数量级左右;在径向上,电子所受到的电场力和磁场力(洛伦兹力)是相当的,而离子所受到的力主要是电场力;电子首先在Z方向加速,然后在自身运动产生电流的磁场的作用下向轴心箍缩,而离子是在电子和离子电荷分离所产生的电场力的作用下向轴心运动;在压缩到轴心附近时,电子首先因静电排斥而飞散,而离子则在惯性的作用下继续向轴心箍缩,而后滞止飞散;Z箍缩等离子体的拖尾质量在20%左右,拖尾电流最大时在7%左右。