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扩展电子光学系统中强带电粒子束的数学建模。 (俄语。英文摘要) Zbl 1487.78008号

摘要:强带电粒子束作为电物理器件的工作元件,具有广泛的科学和实际应用。强流束的数学建模导致了一个自持非线性问题的求解,包括电场和磁场、带电粒子轨迹和空间电荷的计算。扩展的非线性问题被理解为电子光学系统,其在光束运动方向上的尺寸远大于横向尺寸。使用传统的计算方法对此类系统进行建模并没有产生令人满意的结果。本文提出了新的算法和技术,旨在提高计算精度和减少计算时间。它们基于域分解方法,如下所示。首先,将扩展计算域划分为两个子域:第一个子域中形成强流束,第二个子域中进一步加速和传输强流束;这些解是用交替的Schwarz方法“缝合”的。其次,在每个子域中,构造一个由结构化子网格组成的自适应准结构局部修改网格。提出的准结构网格可以显著降低计算带电粒子轨迹的人工成本。第三,在发射器处,通过引入近发射器子域来区分奇异性。在这个子域中,构造了一个近似的解析解,它与Broyden迭代过程中主子域中的数值解“缝合”。利用所提出的算法和技术,对一个复杂的实际系统进行了建模,得到了与现场实验结果相吻合的结果。

MSC公司:

78A35型 带电粒子的运动
78A60型 激光器、脉泽、光学双稳态、非线性光学
78M99型 光学和电磁理论问题的基本方法
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
65号55 多重网格方法;偏微分方程边值问题的域分解
65层10 线性系统的迭代数值方法
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全文: 内政部 MNR公司

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