储存环中横向和纵向相空间随机冷却的二维计算

对兰州重离子冷却储存环HIRFL CSR的随机冷却装置进行了设计。基于Fokker Planck方程,对陷波器方式纵向冷却及横向冷却时间作了二维计算,在计算过程中,得到并使用了冷却最快的增益曲线。     

储存环内纵向Palmer方式随机冷却过程模拟

基于Fokker–Planck方程,模拟了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL–CSR)实验环内重离子束的Palmer方式纵向动量冷却过程,在模拟过程中,得到并应用使冷却达到最快的系统最优增益曲线.对模拟结果进行了讨论.     

HIRFL-CSRm纵向随机冷却-槽形滤波冷却模拟研究

 通过Fokker Planck方程,对拟在HIRFL-CSRm上建造的纵向槽形滤波器（notch filter）的冷却机理进行了研究,得出了冷却原理及冷却时间的表达式,并对影响冷却时间和冷却效果的因素进行了模拟和讨论,模拟结果表明,噪信比越小,冷却时间越短,冷却效果越好;带宽越宽冷却越快。该研究为具体纵向冷却系统的设计和优化提供了依据。     

HIRFL-CSRm纵向随机冷却-槽形滤波冷却模拟研究

通过Fokker Planck方程,对拟在HIRFL-CSRm上建造的纵向槽形滤波器（notch filter）的冷却机理进行了研究,得出了冷却原理及冷却时间的表达式,并对影响冷却时间和冷却效果的因素进行了模拟和讨论,模拟结果表明,噪信比越小,冷却时间越短,冷却效果越好;带宽越宽冷却越快。该研究为具体纵向冷却系统的设计和优化提供了依据。     

HIRFL–CSRm纵向随机冷却——Palmer冷却研究

对拟在HIRFL-CSRm上建造的纵向Palmer冷却进行了数值优化计算,得出了最佳带宽、最佳增益及最短冷却时间,并运用Fokker-Planck方程进行了模拟,得到了动量散度分布函数在冷却过程中随时间的变化,从而为纵向冷却系统的具体设计和优化提供了重要的理论依据.     

HIRFL–CSRm Betatron振荡随机冷却

对拟在HIRFL CSRm上建造的横向自由振荡随机冷却进行了数值优化计算和设计,得到了最佳带宽、冷却时间、频谱上束流谱密度分布函数随时间的变化,以及在冷却过程中束流横向位移的分布等值,并且对功率限定情况作了讨论,从而为冷却系统的设计、优化、建造和运行提供了理论依据     

兰州重离子加速器冷却储存环中电子冷却性能

为了在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展一维离子束序化的研究,在CSR主环上,对6.39 MeV/u的58Ni19+离子束进行了冷却累积实验。测量了离子束与电子束之间不同的水平、垂直夹角以及不同电子束剖面的情况下,束流累积及束流寿命变化情况;重点研究了离子束衰减过程中动量分散随离子数的变化规律,拟合计算得到了动量分散随离子数按照幂函数衰减的指数;在给定离子数的情况下,动量分散随夹角、电子束剖面的依赖关系,为下一步在CSR上获得纵向一维有序化离子束的研究做准备。在实验中观测到在较大的夹角情况下,离子束出现纵向振荡和中心频率移动。     

CSRm随机冷却初步设计

根据实际情况对兰州重离子加速器冷却储存环主环随机冷却做了初步设计和优化, 用冷却方程对主环随机冷却做了详细的数值模拟计算. 研究表明, 随机冷却对主环束流冷却速度很快, 冷却效果很好. 通过对电子冷却和随机冷却的比较, 提出主环的束流冷却采用电子冷却和随机冷却相结合的办法, 这样可以加快冷却速度, 得到更高流强、更好品质的束流.     

实验环Betatron振荡随机冷却的模拟

随机冷却是一种基于带宽反馈系统对束流振荡进行衰减的冷却方法,更适合冷却较大发射度和动量分散的次级粒子束,与电子冷却互补,可以得到更高品质的束流。兰州重离子研究装置(HIRFL) 目前处于冷却存储环的实验环随机冷却系统的设计和建造阶段。通过对横向Betatron 振荡的模拟,得到了提高系统带宽、增加探测器(Pick-up) 和冲击器(Kicker) 的个数、降低系统噪声温度等对缩短冷却时间和减小冷却平衡值的重要作用。同时,分析了较大的动量分散或较大的放大器增益对Betatron 振荡冷却过程产生的加热现象。Stochastic cooling, based on a feedback system, aims at damping the oscillation of particles. Stochastic cooling is more suitable to cool secondary beam with larger size and momentum spread, and it is therefore can be complemented with electron cooling, in order to obtain beam of higher quality. Stochastic cooling system is being designed and constructed on the experimental Cooling Storage Ring of HIRFL. By simulation of Betatron stochastic cooling, it is obtained that the importance for shortening the cooling time and reducing cooling equilibrium by improving bandwidth, increasing the numbers of pickup and kicker, and decreasing the system noises. Meanwhile, the heating during the cooling process caused by larger momentum spread or larger gain of amplifier is analyzed.     

重离子束的随机冷却系统设计研究

随机冷却系统有助于提高兰州重离子冷却储存环（ＣＳＲ）中束流累积效率，减小束流发射度．首先通过Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程的建立，解出了某种初始分布下粒子分布的时间演化结果，并模拟了冷却过程；然后结合ＣＳＲ物理设计参数，计算了部分典型被加速离子的冷却时间，同时比较了电子冷却和随机冷却的冷却力，得出了一些结论；最后提出了硬件设计方案. Stochastic cooling system in Cooling Storage Ring (CSR) at Lanzhou will help to cool beam phase space and increase the accumulation ratio and efficency. In this paper, a Fokker Planck eqution is described and used to simulate cooling process.According to the main parameters of CSR,cooling time of some typical ions has been calculated and the cooling forces of electron cooling and stochastic cooling are compared. Finally, A hardware designing plan is proposed.     

基于标量扩散方程的气膜冷却二维分布理论模型

气膜冷却效率的参数化方法对燃机透平的冷却设计具有重要作用,已有关联式多集中于拟合横向平均的冷却效率分布,而对二维参数化拟合方法关注很少。本文引入了标量扩散方程,并在已有一维横向平均有效度分布基础上,模拟气膜孔出口下游冷气的横向分布规律,考虑时均后的湍流度影响,用有效扩散系数描述在不同吹风比下冷气的横向扩散效果。研究结果表明,随着射流吹风比的提高,有效扩散系数先减小后有所回升。误差分析表明,标量输运方程能够很好地模拟冷气的二维分布,有效度偏差均值小于0.05,满足工程设计需求。     

模糊随机参数二维声场数值计算

解决声场参数同时具有模糊性和随机性的问题,实现模糊随机声场声压响应的预测,引入了信息熵理论,利用信息熵的等效转换,将模糊随机声场转化为纯随机声场或者纯模糊声场进行求解,推导了基于摄动法的二维随机声场和模糊声场的有限元计算公式。以模糊随机参数下的二维管道声场模型和某轿车二维声腔模型为例进行了数值计算,所得结果与蒙特卡洛法(Monte Carlo Method)所预测声压变化范围基本一致,同时,转化为纯随机声场和纯模糊声场所求得声压响应变化范围也基本一致,说明了本文方法计算结果的准确性。因此本文方法能很好地应用于模糊随机参数下二维声场的预测,具有重要的工程应用价值。     

冷却储存实验环功率源的设计与计算

对兰州重离子加速器冷却储存环实验环(CSRe)的高频系统功率源的设计作了详细的工程计算,工作频率范围为0.5~2.0 MHz,工作于基波及二次谐波模式,发射机不仅能工作于点频连续波模式,而且还可以工作在扫频调制模式,输出最大功率达到70 kW。满足最高加速或减速电压10 kV的设计要求,能够用于捕获放射性次级束并将束流的能量从400 MeV/u 减速到 30 MeV/u。     

冷却储存实验环功率源的设计与计算

 对兰州重离子加速器冷却储存环实验环(CSRe)的高频系统功率源的设计作了详细的工程计算,工作频率范围为0.5~2.0 MHz,工作于基波及二次谐波模式,发射机不仅能工作于点频连续波模式,而且还可以工作在扫频调制模式,输出最大功率达到70 kW。满足最高加速或减速电压10 kV的设计要求,能够用于捕获放射性次级束并将束流的能量从400 MeV/u 减速到 30 MeV/u。     

准二维各向同性激光冷却的光场仿真

在各向同性激光冷却原子实验中,光场分布是影响冷原子分布的重要因素,可以利用真空腔的结构和激光的注入方式的不同来调控腔内的冷原子分布。本文提出了一种扁平形漫反射腔体结构,并对冷却光的不同注入方式和不同尺寸的腔体结构形成的光场分布进行了仿真。仿真结果表明,与自由空间光入射相比,激光由光纤入射能够获得更均匀的准二维分布的光场,因此可以通过调节光纤的入射角度及光纤参数,实现对光场均匀度的优化。此外,随着腔体边长的等比放大,腔内光功率密度呈负指数幂衰减。扁平形漫反射腔形状接近二维,在准二维分布的光场和特殊的扁平形腔体结构的作用下,能够获得呈准二维分布的冷原子,在量子传感及量子精密测量领域具有重要的应用前景。     

电子束能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的计算方法

针对相对论电子束在高密度等离子体中的能量沉积过程,建立三维动量空间中快电子能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的可计算物理模型,构造数值算法并研制数值模拟程序.通过与解析模型和蒙特卡罗模拟相比较,验证数值方法和程序的可靠性.在二维动量空间的模拟基础上,通过计算能量区间为0.5 MeV~3.5 MeV的快电子在背景密度为300 g·cm^-3的氘氚等离子体中的能量沉积过程,发现由于碰撞效应使平均散射角趋近平衡,三维动量空间计算快电子连续射程和穿透深度与二维结果基本一致.     

高能碰撞二维相空间自仿射分形的解析研究

对二维相空间的自仿射α模型,进行详细的讨论,导出了Hurst指数H=0.5的自仿射分形按自相似统计的归一化几率矩C2N和C3N的解析表达式.通过解析计算模型基元几率的各阶矩以及相关矩,得到在自相似统计下的Levy稳定性指数,并将它和原模型的Levy指数进行比较.用Monte Carlo模拟验算解析计算的结果,发现两者一致,同时也定性地解释了NA22实验组关于二维相空间的最新实验数据.     

自旋玻璃的二维随机格点模型模拟

本文对自旋玻璃CuMn进行了二维随机格点模型的蒙特卡罗研究。同时提出了一种快速产生二维随几格点的方法。用这个模型对CuMn进行了磁化热,磁化率等物理量的模拟测量,并对模型的有限大小问题进行了探讨。     

边界条件局部变化对二维发汗冷却的影响

本文通过对发汗冷却的多孔区域进行二维非热平衡数值模拟,研究了多孔介质区域进口处对流换热系数、冷却剂流量局部降低以及多孔介质受热表面热流密度局部增大对青铜、陶瓷两种不同多孔材料的温度场的影响。计算结果表明,冷却剂在进口处与多孔壁面对流换热系数的增大使多孔介质内部趋向于热平衡;热端壁面对流换热系数、冷却剂流量的局部变化对陶瓷多孔壁面在该局部区域的影响要大于青铜多孔壁面,但青铜多孔壁面受影响的区域更大,而冷却剂流量的局部降低对两种材料固体、流体间温差的影响程度基本一致。     

二维相空间的自仿射分形一维投影的解析研究

本文对二维自仿射相空间的三种自仿射分形的一维投影做了解析研究,得到了不同分形对应下的一维投影的α模型.用此模型解析计算了一维二、三阶几率矩以及关联矩,所得到的结果与实验测量一致.同时也得到了几率矩、关联矩依赖于相空间分形方式的结果.