Разработка ввода большой средней мощности в сверхпроводящие резонаторы линейных ускорителей электронов

• Автор: Краснов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Глава 1. Устройства ввода мощности

1.1. Требования к вводам мощности в сверхпроводящие

резонаторы

1.2. Коаксиальные и волноводные вводы мощности

1.3. Устройства ввода большой средней мощности в

сверхпроводящие резонаторы

1.4. Инжектор ускорителя ERL

1.5 Выводы

Глава 2. Трехмерное компьютерное моделирования

электромагнитных и тепловых задач

2.1. Общие сведения о программах трехмерного

моделирования
2.2. Методика расчета внешней добротности
2.3. Алгоритм электромагнитного и теплового расчета в
ANSYS
2.4. Выводы
Глава 3. Коаксиальный ввод средней мощности на 75 кВт
3.1. Общие сведения
3.2. Электродинамический расчет
3.3. Тепловой расчет
3.3.1. Коаксиальная часть
3.3.2. Волноводно-коаксиальный переход
3.4. Структурный расчет
3.4.1. Деформации при перемещении антенны
3.4.2. Деформации вследствие разницы давлений

3.4.3. Деформации вследствие воздействия земной
гравитации
3.4.4. Деформации в волноводно-коаксиальном переходе
вследствие тепловыделения
3.5. Выводы
Глава 4. Коаксиальный ввод средней мощности на 250 кВт
4.1. Общие сведения
4.2. Модернизация существующей конструкции
4.3. Конструкция устройства ввода большой средней
мощности с одним сильфоном
4.4. Конструкция устройства ввода большой средней
мощности с антенной, выполненной в виде петли связи
4.4.1. Общие сведения о конструкции
4.4.2. Расчет внешней добротности
4.4.3. Тепловой расчет
4.5. Волноводно-коаксиальный переход
4.6. Выводы
Глава 5. Волноводный ввод мощности
5.1. Общие сведения
5.2. Волноводный ввод мощности с подвижным
короткозамыкающим поршнем
5.3. Волноводный ввод мощности с согласующей
диафрагмой
5.4. Волноводный ввод мощности с внешним резонатором
5.5. Волноводный ввод мощности со щелями связи
5.6. Выводы

Заключение
Литература
Приложение 1 Параметры материалов
Приложение 2 Сравнительное тестирование методик расчета в
ANSYS
Приложение 3 Пример макроса для расчета коаксиальной
части ввода мощности в ANSYS
Приложение 4 Пример макроса для расчета волноводнокоаксиального перехода в ANS Y S
Приложение 5 Пример макроса для расчета внешней
добротности в ANSYS

В массивах содержащих значения электрического и магнитных полей хранятся на самом деле квадраты амплитуд полей, вычисляемые по формулам:
Н2 =ЯеЯ2+1тЯ2, (2.20)
Ё1 = Яе£2 +1т£2. (2.21)
Сохранение именно квадратов амплитуд связано с тем, что мощность пропорциональна квадрату амплитуды. Следовательно, процедура вычисления сначала квадратного корня, а на следующем этапе, при пересчете мощности потерь, возведения в квадрат является бессмысленной тратой процессорного времени, которая при расчете больших моделей может стать существенной.
Также для уменьшения времени выполнения алгоритма нет необходимости сохранять значения координат и полей для всех узлов. В дальнейшем для расчетов будут необходимы значения магнитного поля в узлах на поверхности металла (на линиях раздела среды распространения электромагнитного поля и металла, - для плоской тепловой модели) и электрического поля в объемах диэлектриков (областях диэлектриков, -для плоской модели), а также координаты этих узлов. То есть только эти значения и стоит сохранять в массивы. Оставшиеся элементы массивов будут содержать нули, но это и не страшно, т.к. обращения к ним в дальнейшем не будет.
После того как все результаты сохранены, в удобном для дальнейших операций виде, сетку конечных элементов электромагнитного расчета нужно удалить. В дальнейшем она не понадобится. К тому же проводить тепловые расчеты с присутствием сетки электромагнитных элементов невозможно, т.к. это вызовет внутреннюю ошибку «решателя» АИБУЗ.
Предварительный расчет тепловой задачи.
Первым делом все области модели, участвующие в тепловом расчете покрываются сеткой.