Компьютерное моделирование масс-сепараторов

• Автор: Таряник, Владислав Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

1 Постановка и формализация задачи

1.1. Основные понятия, определения

1.2. Модель симметричного масссепаратора

1.3. Модульное представление масссепаратора.

1.4. Задачи синтеза и оптимизации системы масссепаратора

2 Математические модели масссенаратора

2.1. Матричный формализм для решения уравнений движения частиц .

2.2. Оценка аксептанса масссепаратора.

2.3. Пропагатор элемента управления.

2.4. Паче и пропагатор соленоида

2.5. Пропагатор сексту пол ьнош элемента

2.6. Коррекция аберраций и нелинейные управляющие элементы
2.7. Пошаговая оптимизация масссепаратора
3 Компьютерное моделирование масссеиаратора
3.1. Компьютерная модель
основные понятия, определения
3.2. Быбор программного обеспечения
3.3. Графический интерфейс дизайнера системы.
3.4. Структура программы РЬувЬаЬ
3.5. Модуль оптимизации.
3.6. Результаты вычислительного эксперимента
3 аключение
С писок литературы
П риложение А
П риложение В
П риложение С
П риложение О
П риложение Е
Введение


В данной работе рассматривается подробно достаточно сложная схема масссенаратора, которая при выполнении определенных условий может обеспечить разделение частиц и их регистрацию небольшими по размерам датчиками. Для этой цели предусматриваются специальные методики, как в физической, так и в математической части описания системы. Выбор именно такой схемы был определен исследованиями, которые проводились на факультете ПМПУ в рамках соглашения с I , , . Приведенные в работе рассуждения могут быть применены и для других схем масссепараторов. Построению и исследованию методик теоретического и численного моделирования посвящены первые главы диссертации. Последние две главы посвящены проблеме компьютерного моделирования масссепараторов, как частного случая ионнооптической установки. Очевидно, что сложность современных установок с необходимостью приводит к использованию компьютерных систем для анализа, синтеза и оптимизации исследуемых установок. В настоящее время в научном мире существует огромное число компьютерных кодов, позволяющих рассчитывать ионнооптические установки различного предназначения. Однако именно их число, и то, что каждый год появляются новые программы, говорит о том, что существует некоторая неудовлетворенность в их эффективности, удобстве и гибкости. Диссертация состоит из введения трех глав разбитых на параграфов, заключения, списка цитируемой литературы и 6 приложений. В Приложении А приведены основные обозначения и значения используемых в работе параметров. Данная глава посвящена формализации, как концептуальной понятийной, так и теоретической математической и информационной, задачи моделирования анализа и синтеза систем масссепарации частиц. Данные задачи относятся к классу так называемых ионнооптических систем см. Ионнооитические системы занимают особое место среди большого семейства систем управления пучками частиц. Действительно, подобные системы имеют чрезвычайно большое применение в самых различных областях фундаментальной и прикладной науки, а также в области высоких технологий, медицине и т. Само название иоппооптическхге или корпускулярпооптические системы вызвано тем, что такого рода системы во многом являются аналогом известных оптических систем, например таких, как микроскоп, спектрометр и т. Поэтому при формализации целей широкое применение напучили оптические понятия. Среди них можно упомянуть, например, фокусное расстояние, плоскость изображения, линзы, светосила, светимость, разрешение и т. Однако необходимо отметить, что эта аналогия нашла свое применение, прежде всего, в рамках гак называемой параксиальной оптики. Для так называемых широких толстых пучков необходим другой математический аппарат, более адекватный новому классу задач, хотя терминология во многом сохраняется например, понятия аберрации, хроматизма, дисперсии и т. В качестве второй причины выделения подобных систем в особый класс можно указать высокую чувствительность такого рода систем к различным искажениям, как присушим самой системе, так и внешним, вынужденным, вызванных неточностью установки, отклонением текущих значений в процессе работы установки и т. Сформулируем следующее понятие ионнооптической системы целом. Хорошо известно, что линейная модель практически всегда используется на начальном этапе синтеза системы управления. Вопервых, с помощью оптических аналогий мы можем сформулировать критерии качества системы на языке параметров самой системы именно на этом этапе особенно удобно использовать матричный формализм, не используя данные о фазовом множестве, занимаемом пучком в начальный момент времени на входе в систему. Вовторых, строится принципиальная структурная схема установки, обеспечивающей выполнение накладываемых ограничений. Очень часто именно па этом этапе проводится оптимизация с целью определения того, какие возможности выбранная структура может обеспечитьпо сути дела осуществляется структурная оптимизация. Реализация той или иной стратегии поиска оптимальных параметров позволяет осуществить синтез линейной оптимальной ионнооптической системы. Однако, современные требования, предъявляемые к ионнооптическим системам, приводят к необходимости исследования свойств и нелинейного приближения.