Investigation of longitudinal dynamics of intense beam in linear accelerator with parametric specification of control

Abstract

Выпускная квалификационная работа посвящена исследованию динамики интенсивного квазипериодического пучка в линейном волноводном ускорителе. Динамика пучка описывается как совокупность движения центра сгустка и движений модельных частиц. Управляющие функции параметризованы на основе их аппроксимаци тригонометрическими полиномами. Численный алгоритм расчета кулоновского поля, использующий метод «облака в ячейках», формализован, получено интегральное представление для поля объемного заряда. Это позволило построить интегродифференциальную модель динамики пучка. Разработано программное обеспечение и выполнено численное моделирование динамики пучка, дан анализ результатов. Проведена оптимизация динамики пучка при использовании случайного поиска в заданной области пространства управляющих параметров.

Graduation qualification work is devoted to intense quasiperiodic beam dynamics investigation in linear waveguide accelerator. Beam dynamics is described to be a complex of bunch center motion and model particle motions. Control functions are parametrized on the basis of their approximation by trigonometric polynomials. Numerical algorithm of Coulomb field calculation using clouds-in-cells method is formalized and integral space charge field representation is obtained. It made possible to construct integro-differential beam dynamics model. The computer code is created and beam dynamics numerical simulation is carried out; the results analysis is presented. Beam dynamics optimization is performed with the use of random search in preassigned domain of control parameters space.