应用Parellel PIC/MC方法预测超低发射度同步辐射光源中束流发射度增长

批准号:
10979045
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
王琳
依托单位:
学科分类:
A3204.合肥同步辐射
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯光耀、张善才、范为、徐卫、张青鵾、张浩
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中文摘要
实现超低发射度是提高同步辐射光源亮度和改善横向相干性的关键。电子储存环中一些因素会导致束流品质恶化,从而影响光源表现。超低发射度下,束内散射效应、束流气体间散射和束流离子作用将导致严重的束流发射度增长及寿命降低。近年来加速器领域发展了很多解析或半解析的方法估计上述效应的影响,如MAD程序应用B-M公式、ELEGANT程序应用PIWINSKI公式、SAD程序基于B-M公式改进算法讨论束内散射效应和PIC方法研究离子效应等。但更准确地计算上述效应的影响对于合理确定未来先进光源设计方案很必要。PIC/MC数值算法同时拥有Particle-In-Cell算法研究束流集体作用和Monte-Carlo方法研究随机过程的优势,在加速器领域引入该方法能够更准确地预测束流表现。并行计算技术的飞速发展提供了应用PIC/MC方法必需的强大计算能力。本项目将应用并行PIC/MC方法研究上述效应对束流品质的影响。
英文摘要
极低发射度的电子束流是产生横向相干同步辐射的必要条件。强流条件下,束内散射效应是超低发射度电子储存环中导致束流发射度增长的首要因素。应用经典B-M公式或Pwinski公式计算束内散射效应的影响,束流发射度是影响束内散射效应增长率的决定因素。对于终极储存环,束流发射度增长可能达到几倍。但是经典公式在Gaussian分布的束流假设和恒定的扩散率近似基础上得到的,它过严重地评估的数内散射效应的影响。基于经典Coulomb散射截面的Monte Carlo模拟原则上能够准确计算束内散射效应的影响,先进的并行计算技术能够提供MC模拟所需的计算能力。课题发展了基于Parallel PIC/MC的模拟程序,通过对宏粒子束流运动的长期数值跟踪,计算结果表明束内散射效应导致严重的束流发射度增长,尤其是对于低能和超低发射度的强电子束流,但是增长率明显低于B-M公式的预期。通过各种措施对抗束内散射效应,如阻尼扭摆磁铁、高次谐波腔等,可以减弱束内散射效应的影响,获得超低发射度的电子束流。
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Physics issues in diffraction limited storage ring design
衍射极限存储环设计中的物理问题
DOI:10.1007/s11433-012-4696-7
发表时间:2012-03
期刊:Science China: Physics, Mechanics and Astronomy
影响因子:--
作者:范为;白正贺;王琳;何多慧
通讯作者:何多慧
Low emittance lattice optimization using a multi-objective evolutionary algorithm
使用多目标进化算法进行低发射率晶格优化
DOI:--
发表时间:--
期刊:Chinese Physics C (HEP&NP)
影响因子:--
作者:高巍巍;李为民;王琳;何多慧
通讯作者:何多慧
Study of Robinson instabilities with a higher-harmonic cavity for the HLS phase II project
HLS二期工程高次谐波腔罗宾逊不稳定性研究
DOI:10.1088/1674-1137/36/11/018
发表时间:2012-11
期刊:CHINESE PHYSICS C
影响因子:3.6
作者:Zhao Yu-Ning;Li Wei-Min;Wu Cong-Feng;Wang Lin
通讯作者:Wang Lin
Analytic modeling of instabilities driven by higher order modes in hls ii rf system with a higher harmonic cavity
具有高次谐波腔的 hls ii 射频系统中高阶模式驱动的不稳定性的分析建模
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Chinese Physics C
影响因子:3.6
作者:赵宇宁;吴丛凤;李为民;王琳
通讯作者:王琳
The magnet design for the HLS stroage ring upgrade project
HLS存储环升级项目的磁铁设计
DOI:--
发表时间:--
期刊:Chinese Physics C
影响因子:3.6
作者:张浩;李为民;冯光耀;王琳
通讯作者:王琳
衍射限电子储存环的深度集成仿真和原型多极冲击磁铁研制
- 批准号:11175182
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:王琳
- 依托单位:
双束尾场加速器原理及加速结构研究
- 批准号:10205014
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:王琳
- 依托单位:
国内基金
海外基金
