Введение к работе
з І.
Актуальность темы. Интенсивные пучки заряженных частиц в настоящее время стали эффективным инструментом во многих научно-исследовательских и прикладных разработках, одновременно являясь "рабочим веществом" в ускорителях заряженных частиц и "горючей смесью" при термической обработке тугоплавких материалов. Одним из перспективных направлений на современном этапе считается создание многоэмиттерных систем формирования пучков, позволяющих получать большую энергию на выходе.Такие системы имеют сложную конструкцию катодов, теневых и управляющих сеток, обуславливающих сложную конфигурацию электростатических полей, аналитический расчет которых в большинстве случаев невозможен. С другой стороны, исследование различных явлений, связанных с распространением пучка заряженных частиц во внешних и собственных электромагнитных полях, с помощью моделирования на ЭВМ, стало в наше время самым признаным и быстро развивающимся направлением в соответствующей научной области.
Тем самым актуальным является создание математического и программного обеспечения для численного моделирования стационарных физических явлений в вакуумных приборах сильноточной электроники в трехмерном случае, обусловленных взаимодействием потока заряженных частиц с электрическими и магнитными полями.
Целью. диссертационной работы ставились разработка методологии моделирования на ЭВМ современной архитектуры трехмерных оптических систем формирования и транспортировки интенсивных многолучевых пучков заряженных частиц и создание новых алгоритмов повышенной точности и быстродействия для решения рассматриваемого класса задач вычислительной электрофизики. Алгоритмические построения совмещались с разработкой программ моделирования и их последующим включением в системную оболочку, созданную на основе новых информационных технологий.
Научная новизна. Предложен универсальный метод геометрического моделирования сложных трехмерных тел, каковыми являются электронно-оптические системы (ЭОС). Разработаны алгор^ттяьттгтметодБгтэешения-ряда-вычисли--тельных задач (геометрических,алгебраических, машинной графики и т.д.), возникающих в рамках выбранной дискретной модели системы поле-пучок. Создан интеллектуальный инструментарий для инженера-пользователя в виде комплекса математических, программных, языковых, информационных и методических средств, реализующих современную технологию решения рассматриваемых прикладных задач.
Практическая ценность работы. Предложенный метод геометрического моделирования и разработанные алгоритмы решения задач в рассматриваемой прикладной области электрофизики можно использовать в исследовательских и проектных работах по анализу и конструированию сложных трехмерных ЭОС. Кроме того, технология создания меню -ориентированного интерфейса (пользователь - программный комплекс "ЭЛС-3") для управления процессом моделирования физических явлений, происходящих в ЭОС и анализа полученных результатов, может быть распространена на разработку программного обеспечения для решения широкого класса задач математической физики.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Республиканском IX и Всесоюзном X семинарах по методам расчета ЭОС (г.Ташкент, 1988, г.Львов, 1990); на XIX Всесоюзной школе по вычислительным методам линейной алгебры (г.Находка, 1989); на III региональной конференции по проблемам моделирования интенсивных пучков заряженных частиц (г.Винница, 1991); на семинаре под руководством к.т.н. Блейваса И.М.; на семинарах под руководством д.ф.-м.н., профессора Ильина В.П. (ВЦ СО РАН, г.Новосибирск).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1] — [7].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из вве-
Похожие диссертации на Современная технология моделирования трехмерных задач электрофизики
