加速空洞電磁場計算プログラム(SUPERFISH)

  POISSON/SUPERFISH コードグループは2次元電磁場計算プログラムのパッケージです。 この内の、SUPERFISHは加速空洞内部の高周波電場計算コードで、これによって、 加速空洞の共振周波数、電場分布、Q値、シャントインピーダンス等を計算することが できます。


円筒空洞

sf-cavity1

境界条件

左側境界条件を変更して計算しなさい。どんなモードに対応しているか考えなさい。


リエントラント加速空洞

Reentrant cavity  上記の円筒空洞を少し変形させた図のような空洞をリエントラント空洞と 呼びます。上の円筒空洞の入力データを元に、この空洞の入力データを作成しなさい。 共振周波数の初期値は400MHzに設定しなさい。 対称性、及び、境界条件に注意すること。
 次に、データを少し修正してギャップ(中央の電界の集中している場所、 図でいうと、10cmの幅の部分) の角(カド)をr=2cmで丸めて計算しなさい。
 できたらギャップ間隔を変えて共振周波数を400MHzにあわせなさい。
 得られる周波数はmeshのサイズ依存性があるので、 meshを順次細かくしていって、収束を見ること。 SUPERFISHの場合は周波数の誤差はほぼmeshサイズの二乗に比例し、 計算時間は四乗に逆比例します。


練習問題

 直径50 cm、長さ40 cmの円筒空洞の軸対称モードの共振周波数を低い方から 順に3個計算しなさい。 meshサイズを三通りに変えたSUPERFISHによる数値計算の結果と解析解に よる値を比較しなさい(メッシュサイズを無限に細かくした極限との比較)。 SUPERFISHは軸対称モード(TM0xxまたはTE0xx)しか計算できない ことに注意(TE0xxのときは境界条件を変える必要あり)。
ベッセル関数の根のテーブルはここにあります。


Last modified at Wed Apr 10 21:22:51 2013.
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