自1960年以來,射頻超導(dǎo)技術(shù)日趨成熟,國際上加速器前沿領(lǐng)域的重大項目大多將其作為首選方案。射頻加速腔是整個超導(dǎo)加速器的核心部分,其性能將影響加速器運行的穩(wěn)定性及建設(shè)成本。超導(dǎo)腔傳統(tǒng)的優(yōu)化方法是通過不同的單變量性能曲線來選擇合適的幾何參數(shù),幾次迭代后,最終確定加速腔的結(jié)構(gòu)。這種方法無法從理論上給出最優(yōu)解。而采用窮舉法篩選出較為優(yōu)化的腔體結(jié)構(gòu),這種方法耗時過長。我們采用一種非傳統(tǒng)的優(yōu)化方法,希望獲得理論上的射頻超導(dǎo)腔的最優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)。本文以單cell橢球腔為例,將其微波性能同幾何尺寸的關(guān)系等效為一個連續(xù)的函數(shù)。我們嘗試用多元多項式去逼近這個連續(xù)函數(shù),然后尋找這個多元多項式的最小值以得到數(shù)學(xué)上的最優(yōu)解。首先我對泊松方程定義下的電磁場邊界條件能夠被Stone-Weierstrass定理描述的這個命題,做了數(shù)學(xué)上的證明。然后利用這一方法進(jìn)行超導(dǎo)腔優(yōu)化以證明工作流程及其有效性。經(jīng)過仿真計算發(fā)現(xiàn),通過選擇不同的權(quán)重因子,就可以得到滿足實際應(yīng)用需求的的超導(dǎo)腔性能因數(shù)。我們利用這一方法對ILC 1.3GHz 9cell超導(dǎo)腔進(jìn)行了優(yōu)化,得到了符合預(yù)期的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)論:論文論證了采用函數(shù)逼近論的方法... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 射頻超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展簡介
    1.2 射頻超導(dǎo)技術(shù)的廣泛應(yīng)用
    1.3 國內(nèi)的加速器工程
    1.4 論文選題的意義和創(chuàng)新點
第二章 準(zhǔn)備知識：射頻超導(dǎo)技術(shù)簡介
    2.1 加速腔工作原理簡介
    2.2 橢球腔幾何結(jié)構(gòu)
    2.3 腔體的幾個主要性能因數(shù) （figures of merit）
        2.3.1 表面電阻
        2.3.2 平均加速電場
        2.3.3 表面峰值場比
        2.3.4 腔體的損耗以及腔體品質(zhì)因子
        2.3.5 cell耦合參數(shù)
    2.4 超導(dǎo)理論介紹及腔體損耗
    2.5 限制超導(dǎo)腔梯度的幾個負(fù)面物理效應(yīng)
        2.5.1 次級電子倍增效應(yīng)（Multipacting）
        2.5.2 熱崩潰（Thermal Breakdown）
        2.5.3 場致發(fā)射（Field Emission）
        2.5.4 強場下的失超，熱力學(xué)臨界場（thermodynamic critical field）
    2.6 優(yōu)化目標(biāo)總結(jié)
第三章 優(yōu)化方法、數(shù)學(xué)理論論述以及理論解釋
    3.1 物理問題的數(shù)學(xué)模型以及需要滿足的定理
    3.2 連續(xù)性證明
    3.3 S-W緊集證明
第四章 應(yīng)用實例與分析
    4.1 權(quán)重因子選擇分析
    4.2 最適多項式構(gòu)造分析
        4.2.1 區(qū)間選擇說明
        4.2.2 樣點數(shù)量選擇及多項式最高次數(shù)選擇
    4.3 實例應(yīng)用及分析
第五章 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 未來工作計劃
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡介及發(fā)表文章



本文編號：3141000