三腔介质壁质子加速器时序优化模拟及设计

采用自主研发的三维粒子模拟软件对三腔介质壁加速器进行系统仿真, 在此基础上, 计算三个腔质子的渡越时间并实现腔体间的时序优化设计。外加电压峰值100 kV, 顶宽1 ns, 半高宽10 ns, 绝缘微堆厚度2.0 cm, 质子初始束能40 keV, 加速电极添加钨网, 模拟结果显示:当电压持续6.5 ns时, 进入高梯度绝缘微堆的H+通过第一腔能得到最大加速效率90.84%, 相应的渡越时间为5.668 ns;当第二腔电压触发落后第一腔4.5 ns时, H+通过第二腔获得最大加速效率94.77%, 相应的渡越时间为3.545 ns;当第三腔电压触发落后第二腔3.0 ns时, H+通过第三腔获得最大加速效率97.30%, 相应的渡越时间为3.018 ns;最大能量H+渡越三个腔体的总时间为12.231 ns, H+总体加速效率94.31%;当质子束中心进入第一腔时刻落后脉冲电压触发6.5 ns, 且一二腔和二三腔电压触发延时分别为4.5 ns和3.0 ns情形下, 能将2.5 ns长度的质子束中的H+实现90%以上的加速, 4.0 ns长度的质子束中的H+实现80%以上的加速。     

多狭缝法测量激光尾场电子束发射度的模拟研究

发射度是描述束流品质的重要物理量,根据发射度和传输矩阵可以准确计算束流包络和发散角的变化。在考察传统加速器束流发射度测量方法的基础上,提出采用多狭缝法对激光尾场产生的电子束发射度进行测量。采用宽度为20 m的多狭缝板对发射度为0.05 mmmrad的激光尾场加速电子发射度进行测量,数值模拟结果表明采用多狭缝法测量的相对误差可以控制在5%以内。并给出了不同狭缝参数对测量精度的影响,模拟结果表明狭缝宽度对发射度测量精度影响最大。狭缝宽度越窄,测量精度越高,反之,则越低。     

几个HSS-型迭代的三项加速方法[英文]

对于求解非Hermitian正定线性方程组的几个HSS-型迭代方法,本文提出一种三项加速格式,它利用优化方法获得加速因子ω的值.我们研究新加速迭代方法的收敛理论并讨论其收敛率.最后,用一些实验结果表明新的加速方法在实际计算中是有效的.     

低秩张量填充的加速随机临近梯度算法

本文提出了一种求解低秩张量填充问题的加速随机临近梯度算法.张量填充模型可以松弛为平均组合形式的无约束优化问题,在迭代过程中,随机选取该组合中的某一函数进行变量更新,有效减少了张量展开、矩阵折叠及奇异值分解带来的较大的计算花费.本文证明了算法的收敛率为$O (1/k^{2})$.最后,随机生成的和真实的张量填充实验结果表明新算法在CPU时间上优于现有的三种算法.     

节点数加速增长的复杂网络生长模型

受某些实际网络节点数按几何级数增长现象的启发，构造了每个时间步中按当前网络规模成比例地同时加入多个节点的节点数加速增长的网络模型.研究表明，在增长率不是很大的情况下网络度分布仍然是幂律的，但在不同的增长率r下幂律指数是不同的.得到了幂律指数介于2到3之间可调的无标度网络模型，并解析地给出了幂律指数随增长率变化的函数关系.数值模拟还显示，网络的平均最短距离随r减小而簇系数随r增大. 关键词： 复杂网络 无标度网络 生长网络模型 节点数加速增长网络模型     

最终速度与加速电压有关吗

 回旋加速器是现代物理实验室重要的实验设备之一,各种版本高中物理教材的磁场部分通常把回旋加速器单列一节。不少人在进行这一节教学后认为:由于洛伦兹力对带电粒子不做功,只有电场力做功;所以加速效果取决于D型盒之间的电压和加速次数,而与磁场的磁感应强度及D型盒半径大小无关。但是,这个结论是不正确的,具体分析如下。设粒子带电量为q、质量为m、最终离开D型盒的速度为vm,D型盒之间的电压为U,加速次数为n,由动能定理得nqU=(1/2)mv2m,即vm=2nqU/m。     

径向馈入和轴向馈入对感应加速腔性能的影响

 感应加速腔有径向馈入和轴向馈入两种常用的脉冲功率馈入方式。在理论上分析了不同功率馈入方式对感应加速腔输出电压平顶的影响，并对分析结果进行实验论证。实验采用1B2C结构，用相同的脉冲功率源馈入径向腔和轴向腔，测量此两种加速腔的电压波形。测得轴向腔±1％电压平顶时间为61 ns，径向腔±1％电压平顶时间为62 ns，两种腔都可满足±1%电压平顶大于60 ns的要求。此外对不同功率馈入方式导致的横向阻抗的变化进行了数值模拟，分别计算了采用这两种馈入方式的加速腔模型的横向阻抗，发现轴向加速腔的横向阻抗较小。     

一维搜索的一个Anderson-Bj(o)rck外推加速算法

对一维搜索的二点二次插值法，利用Anderson—Bjorck外推的思想提出了一个加速收敛算法，得出并证明了两条收敛性定理，且通过数值试验验证了该算法比二点二次插值法收敛速度快很多。     

电磁炮的基本原理及在军事上的应用

 电磁发射技术的萌芽早在100多年前就出现了,但只是近20多年间,由于材料科学、能源技术、开关技术的飞速发展,该技术才取得了突破性进展,显示了在众多领域的应用前景。图1军事应用是电磁发射技术的重要应用领域之一。随着现代战场上进攻和防御水平的不断提高,对武器系统的技术性能指标、可靠性程度提出了更为苛刻的要求。以火炮为例,通过火药燃烧释放化学能发射炮弹的传统火炮,其最大初速度一般在2千米/秒左右,理论上普通炮火的炮口动能可达15MJ。尽管如此,对于像前苏联FST3型坦克,仍显力不从心。