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柱坐标系下空间电荷模拟的并行三维泊松解算器。 (英语) Zbl 1196.78011号

摘要:本文介绍了圆柱坐标系下带电粒子束在圆管中静电势的并行三维泊松解算器的研制。泊松解算器在纵向和方位方向上使用傅里叶展开,在径向上使用谱元素离散化。在圆柱壁上使用Dirichlet边界条件,在圆柱轴上使用自然边界条件,并且在纵向上使用Dilichlet或周期边界条件。在\(r,\ theta)\平面上实现了并行的2D域分解。该解算器被纳入并行代码PTRACK中,用于光束动力学模拟。给出了高强度质子LINAC中并行求解器和束流动力学模拟的详细基准结果。当横向光束尺寸相对于加速器线的孔径较小时,在笛卡尔坐标系和圆柱坐标系中使用泊松解算器会产生类似的结果。当横向光束尺寸较大或光束中心偏离轴时,由于使用不同的边界条件,在笛卡尔坐标系下泊松解算器的结果不准确。在使用新的求解器时,我们可以轻松准确地应用圆形边界条件来模拟加速器设备中的束流动力学。

MSC公司:

78A30型 静电和磁力静力学
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65号55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
2005年5月 并行数值计算

软件:

PTRACK公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

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