CST PARTICLE STUDIO - моделирование поведения заряженных частиц в электромагнитных полях
CST PARTICLE STUDIO (CST PS) изначальное название специализированного
пакета для моделирования динамики заряженных частиц в 3D электромагнитных
полях. Продукт включает три вычислителя: вычислитель трекинга заряженных
частиц
В настоящий момент продукт полностью интегрирован в систему проектирования CST STUDIO SUITE и для автономного использования недоступен.
Вычислитель трекинга (TRK вычислитель) выполняет
моделирование траектории заряженных частиц
Изменение импульса:
Аналитическое выражение
Дискретизированное выражение
Изменение координаты:
Аналитическое выражение
Дискретизированное выражение
Учет влияния пространственного заряда пучка выполняется с использованием опции Gun Iteration.
TRK вычислителем поддерживается несколько моделей эмиссии частиц:
Фиксированная
Ограниченная пространственным зарядом
Тепловая
Автоэлектронная
также поддерживается вторичная электронная эмиссия.
К результатам моделирования TRK вычислителем относятся значения тока пучка, эмиттанса, первианса, а также данные о соударении частиц с элементами ускоряющего тракта. Дополнительную информацию (например, картину огибающей пучка) можно получить с использованием мощных инструментов постобработки.
Более сложным инструментом CST PS является
Поскольку алгоритм
Поддержка различных типов эмиссии заряженных частиц (например, DC эмиссия, последовательность гауссовских сгустков, полевая эмиссия и пользовательская) позволяет создавать практически любой источник. Моделирование динамики частиц может выполняться в электростатических, магнитостатических, собственных модах, бегущих волнах, а также в полях, заданных пользователем.
Единая среда проектирования CST STUDIO SUITE позволяет использовать инструменты EM моделирования, дополняющие возможности PIC вычислителя:
Доступно использование волноводных портов для получения выходных сигналов
Поддерживается моделирование дисперсных материалов, металлов с потерями и т.д.
Поддерживаются мощные инструменты постобработки
Вычислитель наведенных полей (WAK вычислитель) предназначен для получения и дальнейшего анализа кильватерных полей, создаваемых сгустками заряженных частиц в камерах резонатора. Для этого структура возбуждается импульсом тока с продольным гауссовым распределением заряда, в результате чего наводятся электромагнитные поля, рассчитываемые во временной области.
Полученные результаты WAK вычислителя приводятся в виде значений наведенного потенциала, коэффициента потерь энергии и импеданса связи.
Единая среда проектирования CST STUDIO SUITE позволяет использовать инструменты EM моделирования, дополняющие возможности вычислителя наведенных полей:
Доступно использование волноводных портов для получения выходных сигналов
Для записи распределений электромагнитного поля применяются мониторы
Также доступно моделирование дисперсных материалов с потерями для реализации потерь наведенных полей в стенках резонатора