Esin Çavlan Ece Aşılar 9 Nisan 2012 HF Çalışma Topluluğu
İçerik Parmela ya Giriş 1 Parmela ya Giriş Giriş 2 Bizden istenen... Biz Neler Yaptık??
PARMELA Parmela ya Giriş Giriş PARMELA: Phase And Radial Motion in Electron Linear Accelerators PARMELA; Los Alamos Hızlandırıcı Kodu Takımı (Accelerator Code Group) tarafından dağıtımı yapılmaktadır. Kullanıcı tanımlı alanların varlığında parçacık gezingelerinin birleştirilmesiyle demet dinamiği benzetimi yapar. Fortran 95 ile yazılmış olup Windows işletim sisteminde kullanılmaktadır. Kullanıcıya demet hattında bulunan bileşenleri tanımlaması için birçok girdi kartı sağlar. İvmelendirici ve odaklayıcı bileşenleri tanımlayarak çalışılmak istenen demet hattı tasarımını kolaylaştırır. PARMELA da zamanın veya evre açısının bağımsız değişken olarak alınmasıyla uzay yük etkisinin tanımlanması da mümkündür.
PARMELA Parmela ya Giriş Giriş Parmela da parçacıklar 6 koordinatta izlenir. Bunlardan üçü sırasıyla yatay, dikey ve boyuna konum koordinatlarıdır (x, y, z). Boyutsuz momentum koordinatları (βγ) x, (βγ) y, (βγ) z şeklinde tanımlanır. Kaynak parçacık programda tanımlanır. z koordinatının başlangıç değerleri ve kaynak parçacığın enerjisi kullanıcı tarafından belirlenir. Parçacık gezingeleri, alanlar boyunca yapılan evreye (zamana) bağlı sayısal işlemler sonucunda belirlenmektedir. Parmela da SuperFish, egun vb... benzetim programlarının ürettiği RF alanlar ve durgun manyetik alanlar da kullanabilmektedir. Programda toplam parçacık sayısı N T ile verilir, bu sayı bilgisayar hafızası ile sınırlıdır. Parmela da çıktı kütükleri kullanıcının tanımladığı çeşitli içeriklere göre oluşturulmaktadır.
PARMELA Parmela ya Giriş Giriş LANL\Examples\Parmela belgeliği çeşitli Parmela örneklerini içermektedir. Bu belgelikte bulunan örnekleri asıllarını kaybetmemek için başka bir yere kopyaladıktan sonra üzerlerinde çalışabiliriz.
PARMELA Parmela ya Giriş Giriş Parmela da herbir bileşen üç veya daha fazla parametre ile tanımlanır. paramatre tüm bileşenler için ortaktır. Bileşenin uzunluğu L, İlk üç Yarıçapsal açıklığı R a Bileşen sonunda çıktı verilip verilmeyeceğini gösteren bir ÇıktıBayrağı Dört tür girdi anahtarı vardır 1 Tanımlayıcı kartlar; RUN, TITLE 2 Bileşen kartları; DRIFT, CELL, BUNCHER, QUAD, WIGGLER,... 3 Özel kartlar; INPUT, OUTPUT, SCHEFF 4 Çalıştırma kartları; START,END,...
Bir Girdi Kütüğü Örneği Giriş Figure: PARMELA da bir girdi kütüğü örneği
Giriş Girdi kütüğündeki ilk satır RUN komutu ile başlar. freq: MHz cinsinden RF frekansı ifade eder. z0: Kaynak parçacığın başlangıçtaki boyuna konumudur. W0: Kaynak parçacığın başlangıçtaki enerjisini MeV cinsinden ifade eder. OUTPUT 5 hesaplar bittikten sonra Pargraf programı sonuçları çizdirmek için kullanılır. INPUT anahtarı ile lazer demetinin başlangıç dağılımı belirlenir. INPUT 9: Fotokatotlar için kullanılır. CHARGE anahtarı INPUT anahtarından sonra gelerek, bu satırda özellikleri verilen dağılıma parçacıkları ekler. CFIELD anahtarı CELL ya da DTCELL anahtarlarıdan sonra gelerek bu bileşenler için kullanılacak alanları belirtir. PARMELA PHIN demet hattında sarmal mıknatıs ve iki kutuplu mıknatısların alanlarını üretebilir.
Kullanılan Anahtarlar Parmela ya Giriş Giriş Figure: PARMELA da girdi kütüğü oluştururken kullanılan bazı anahtarlar ve özellikleri Figure: PARMELA da girdi kütüğünde kullanılan bazı anahtarlar
Sonuçların Çizdirilmesi Giriş Parmela benzetim program için kullanlan çizim programı Pargraf programıdır. Pargraf programı, bir kontrol dosyasını (simple.prg), tape.t2 ve tape.t3 olarak adlandırılan ve parçacıkların koordinatlarını veren iki Parmela çıktı dosyasını okuyarak gereken bilgileri alır. Girdi dosyası hazırlandıktan sonra Pargraf programı üzerine çift tıklanarak çalıştırılabilmektedir. Figure: Parmela programının çalıştırılması
Sonuçların Çizdirilmesi Giriş Figure: PARMELA programında girdi kütüğünün çalışması
Sonuçların Çizdirilmesi Giriş Figure: Phin.PGF dosyasının çalıştırılması sonucunda elde edilen ve parçacıkların PHIN boyunca hareketlerinin benzetimi Bunun için Parmelayi calistirmadan önce LANL.INI dosyasından PromptForOptions=No! Puts Pargraf in movie mode if No yapmalıyız!
Bu bilgilerin ışığında... Giriş Bu bilgilerin ışığında HPFBU 2012 de; Superfish kullanarak 3 GHz RF frekansına sahip RF kovuk için ürettiğimiz.t7 uzantılı alan kütüğü yardımıyla PHIN Işıksal Elektron Kaynağı (fotoenjektör) benzetimi yaptık. Bu ışıksal kaynak örneği üzerinden temel parametrelerin davranışlarını benzetim programı aracılığıyla gözlemlemiş olduk. Outgraph dosyasından gerekli verileri kullanarak demet hattı boyunca demetin enine yayınımının Z 0 a bağlı değişim grafiğini çizdirdik. Figure: PHIN ışıksal kaynak benzetimi için kullandığımız 2+1/2 hücreli normal iletken RF kovuğun üst yarısının görünümü
Bizden istenen... Parmela ya Giriş Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? 1 3 GHz RF frekanslı kovuk için ürettiğimiz alan dosyasını kullanarak Demetin enine ölçüsünün akıma göre değişimi Demetin enine yayınımının odaklamaya (sarmal mıknatıs akımına) göre değişimi Referans parçacığın enerjisinin RF alanın evresine göre değişimi Bohça uzunluğunun RF alanın evresine göre değişimi grafiklerini çizdirmemiz ve 2 Bu işlemleri 1 GHz RF frekanslı kovuk için ürettiğimiz alan dosyasını kullanarak tekrarlamamız istendi..
Biz Neler Yaptık?? Parmela ya Giriş Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Çalışmalarımız aynı benzetimin, sadece bir parametresinin değiştirilmesi ile pekçok kez tekrarını gerektirdiği için iki farklı toplu iş dosyası hazırladık. Figure: Toplu iş dosyası örneği Daha sonra farklı evre değerlerine ve farklı solenoid akımlarına göre fotoenjektör benzetimi yapacak girdi kütüklerini oluşturduk. Toplu iş dosyası yardımıyla hazırladığımız girdi kütüklerini çalıştırdık ve daha sonra Phin.PGF dosyasının çalıştırılması sonucunda elde edilen ve parçacıkların PHIN boyunca hareketlerinin benzetimini yapmış olduk. Daha sonra gerekli verileri kullanarak grafikleri çizdirdik...
Toplu İş Dosyasının Çalıştırılması Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Calistir kütüğüne iki kez tıklamanız yeterli... Figure: Toplu iş dosyasının çalıştırılması
Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Demetin enine ölçüsünün akıma göre değişimi Demet ölçüsünün sarmal mıknatısın akımına göre değişimi paraboliktir. Figure: Demetin enine ölçüsünün akıma göre değişimi
Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Demetin enine yayınımının akıma göre değişimi ɛ n,x = γβɛ x ɛ n,x = E 0.511 ɛ x Figure: Demetin enine yayınımının akıma göre değişim grafiği
Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Referans parçacığın enerjisinin evreye göre değişimi Figure: Referans parçacığın enerjisinin RF alanın evresine göre değişimi
Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Bohça uzunluğunun evreye göre değişimi l 2 = ± λ rf 2π ϕ ϕ evre sapması Figure: Bohça uzunluğunun RF alanın evresine bağlı olarak değişimi
1 GHz RF frekanslı kovuk tasarımı Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Figure: 1 GHz RF frekanslı kovuk için Superfish te hazırlanan girdi kütüğü örneği
1 GHz RF frekanslı kovuk tasarımı Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Figure: 1 GHz RF frekanslı kovuğun Superfish te tasarlanması
Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Figure: 1 GHz frekanslı kovuk için PARMELA da oluşturulan girdi kütüğü örneği
Son... Parmela ya Giriş Bizden istenen... Biz Neler Yaptık?? Benzetimler PHIN temel alinarak belli degiskenlerin sistematik olarak degistirilmesi ile yapilmistir...