La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

31/05/2014MEDINA Hubert1 ZBASE3 : la nouvelle base de données de limpédance des accélérateurs du CERN MEDINA Hubert.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "31/05/2014MEDINA Hubert1 ZBASE3 : la nouvelle base de données de limpédance des accélérateurs du CERN MEDINA Hubert."— Transcription de la présentation:

1 31/05/2014MEDINA Hubert1 ZBASE3 : la nouvelle base de données de limpédance des accélérateurs du CERN MEDINA Hubert

2 31/05/2014MEDINA Hubert2 Plan 1)Rappel : Physique de limpédance des accélérateurs 2)Présentation de la nouvelle base de données ZBASE3 3)Résultats obtenus par ZBASE3 4)Résultats obtenus par HEADTAIL 5)Résultats obtenus par MOSES 6)Perspectives

3 Dans un accélérateur, une particule chargée est soumise à la force de Lorentz : - Cavités radiofréquences : accélération - Dipôles : courbure (trajectoire circulaire) - Quadripôles : focalisation autour de la trajectoire circulaire 3MEDINA Hubert31/05/2014 Physique de la dynamique de faisceau dans un accélérateur paroi de la chambre à vide courant induit

4 4MEDINA Hubert31/05/2014 en fonction de la fréquence Impédance : Wakefield ou Impédance Reliés par la transformée de Fourier Comme les caractéristiques dun matériau dépendent en général de la fréquence on traite souvent ce problème dans le domaine des fréquences => Impédance en fonction du tempsWakefield : paroi de la chambre à vide Champ de sillage ou wakefield courant induit

5 5MEDINA Hubert31/05/2014 Laugmentation de limpédance dans les accélérateurs est liée : - aux matériaux peu conducteurs - aux changements brusques de géométrie Dans le LHC et son injecteur le SPS, une grande partie de limpédance provient des : Impédance dans les accélérateurs du CERN - 44 collimateurs du LHC : blocs de graphite utilisés pour la protection des aimants supraconducteurs du LHC - 20 kickers du SPS (en 2006) : des kickers (MKE), aimants permettant lextraction du faisceau de protons entre le SPS et le LHC, ont été récemment installés

6 ZBASE : base de données de limpédance - Créée par Oliver S. Brüning - Ecrite en Tcl/Tk - Appliquée au LEP et débutée pour le LHC 6MEDINA Hubert31/05/2014

7 ZBASE3 : nouvelle base de données de limpédance 7MEDINA Hubert31/05/2014 Les 6 options de ZBASE3 sont : - NewData : créer de nouveaux répertoires, enregistrer ou effacer des fichiers - Impedance : calcul de limpédance (de paroi résistive pour linstant uniquement) - ImpedToWake : conversion de limpédance en wakefield - WakeToImped : conversion du wakefield en impédance - Sum : sommation des impédances ou des wakefields - ViewData : visualisation des tables de valeurs ou des courbes

8 Organigramme de la base de données ZBASE3 Machines : - LHCinj - LHCtop - SPS… Years : 2006, 2007, ……. Groups : - collimator - kicker DataMachine : Datamachine.dat AllTheMachine Items : - c ollimator 1, - collimator 2, …. Input : collimator1.input.dat Output X Impedance : - data - plot Wakefield : - data - plot Impedance : - data - plot Impedance : - data - plot Impedance : - data - plot Wakefield : - data - plot Wakefield : - data - plot Wakefield : - data - plot Z Y Légendes : : répertoires : liens 8MEDINA Hubert31/05/2014

9 Création de nouveaux répertoires dans ZBASE3 9MEDINA Hubert31/05/2014 Pour créer de nouveaux répertoires lutilisateur doit : - cliquer sur Create New Item Dans la fenêtre Modifying the DataBase lutilisateur doit entrer : - le nom de la machine - lannée - le groupe auquel appartient le nouvel élément - le nom lélément

10 31/05/2014MEDINA Hubert10 Machines :LHCtop Years : 2006 Groups: collimator DataMachine AllTheMachine Items : TCDQA.4R2.B1 Input Output X ImpedanceWakefield Impedance Wakefield Z Y Légendes : : répertoires : liens

11 31/05/2014MEDINA Hubert11 Entrer des nouveaux éléments dans ZBASE3 Pour entrer de nouveaux éléments dans ZBASE3 lutilisateur doit : - cliquer sur Change Item Data La fenêtre Changing the Entries of an Item apparaît permettant à lutilisateur de: - entrer le fichier datamachine.dat contenant des caractéristiques de la machine - entrer les fichiers inputs contenant les caractéristiques dun élément - entrer les fichiers outputs (table de valeurs ou plot) - entrer des fichiers de sommation (impédance ou wakefield) - effacer un élément de la base de données

12 Calcul de limpédance par ZBASE3 12MEDINA Hubert31/05/2014 Pour calculer limpédance lutilisateur doit : - sélectionner les données de la machine - sélectionner les données dun élément (collimateurs ou kickers pour linstant) - lancer le calcul de limpédance : - interactive : le calcul se fait en local - batch : le calcul se fait sur un serveur dédié aux simulations

13 Calcul de limpédance par ZBASE3 Les fichiers sélectionnés par lutilisateur sont lus par un fichier Mathematica permettant le calcul de limpédance Les résultats obtenus par ZBASE3 : Une table de valeurs de limpédance Un plot de limpédance 13MEDINA Hubert31/05/2014 Re [Zy] Im [Zy] exemple du kicker MKE Re [Zy] Im [Zy] exemple du collimateur TCDQA.4R6.B1

14 Conversion de limpédance en wakefield par ZBASE3 14MEDINA Hubert31/05/2014 Pour convertir limpédance en wakefield lutilisateur doit : - sélectionner un fichier de table de valeurs de limpédance dun élément - lancer la conversion de limpédance en wakefield: - interactive - batch

15 31/05/2014MEDINA Hubert15 Les résultats obtenus sont : Une table de valeurs du wakefield Un plot du wakefield Conversion de limpédance en wakefield par ZBASE3 exemple du kicker MKE.41631

16 - copier les éléments dans la liste en fonction du plan : - transversal : X, Y - longitudinal : Z Sommation de limpédance ou du wakefield par ZBASE3 16MEDINA Hubert31/05/2014 Pour faire la sommation des impédances ou des wakefields lutilisateur doit : - créer une liste pour copier limpédance ou le wakefield des éléments à sommer- faire apparaître la liste des éléments sélectionnés - lancer le calcul de la sommation en : - interactive - batch

17 31/05/2014MEDINA Hubert17 Sommation de limpédance ou du wakefield par ZBASE3 Les résultats obtenus sont : Im [Zx] Re [Zx] Im [Zy] Re [Zx] - Im [Zy] Impédance totale horizontale des 44 collimateurs du LHC à lénergie de collision en 2006 Impédance totale verticale des 20 kickers du SPS en 2006

18 Visualisation dun élément dans la base de données ZBASE3 Pour visionner un fichier de la base de données, lutilisateur doit : 18MEDINA Hubert31/05/ cliquer sur ViewDatabase pour visualiser les fichiers enregistrés dans la base de données (table de valeurs ou courbe) - cliquer sur ViewOutputfile pour visualiser les fichiers outputs générés par Mathematica non enregistrés dans la base de données

19 Eléments enregistrés dans la base de données ZBASE3 Limpédance transversale (X et Y) a été calculée pour : - les 44 collimateurs du LHC à lénergie dinjection en les 44 collimateurs du LHC à lénergie de collision en la somme de tous les collimateurs à lénergie dinjection et de collision - Problème rencontré dans la conversion de limpédance en wakefield pour les collimateurs du LHC => Forme très piquée de limpédance à basses fréquences - Une solution est en cours dinvestigation 19MEDINA Hubert31/05/2014 Limpédance et le wakefield vertical a été calculé pour : - les 11 kickers du SPS en les 20 kickers du SPS en les 19 kickers du SPS en la somme de tous les kickers en 2001 et 2006

20 31/05/2014MEDINA Hubert20 HEADTAIL : Simulation de linstabilité verticale de paquet unique du SPS à linjection Calcul de limpédance totale des 20 kickers du SPS en 2006 plot du wakefield total table de valeurs du wakefield total Conversion de limpédance totale des 20 kickers du SPS en 2006 en wakefield total Table de valeurs utilisée par HEADTAIL (G. Rumolo a modifié son programme pour pouvoir lire des tables de valeurs)

21 Le seuil dinstabilité (appelée « Tranverse Mode Coupling Instability ») du paquet de particules est : 21MEDINA Hubert31/05/2014 HEADTAIL : Simulation de linstabilité verticale de paquet unique du SPS à linjection

22 22MEDINA Hubert31/05/2014 Wakefield totale des 20 kickers du SPS en 2006 Fit du wakefield avec un résonateur (formule analytique). le seuil dinstabilité obtenu par MOSES est (en très bon accord avec HEADTAIL) : MOSES : Calcul analytique de linstabilité de paquet unique

23 31/05/2014MEDINA Hubert23 Conclusions - Les seuils dinstabilités obtenus par HEADTAIL et MOSES sont en très bon accord : ~ 1, p/b - Des mesures effectuées au SPS dans le passé ont révélé un seuil dinstabilité à ~ 0, p/b => Limpédance des kickers semble contribuer pour ~ 50% de limpédance totale du SPS responsable de cette instabilité => Le fait que limpédance totale des kickers (en 2006) contribue pour ~ 50% de limpédance totale du SPS est en bon accord avec dautres estimations/mesures

24 31/05/2014MEDINA Hubert24 Le futur de ZBASE3 Dans le futur, sera relié a ZBASE3 : - HEADTAIL : programme de simulation dinstabilités de paquet unique - MTRISIM : programme de simulation dinstabilités de paquets couplés - Le calcul de limpédance longitudinale - La conversion de limpédance en wakefield (quelque soit limpédance)

25 31/05/2014MEDINA Hubert25 Remerciements - Elias METRAL - Oliver S. BRUNING - Giovanni RUMOLO - John JOWETT - Benoît SALVANT

26 CERN : Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire - LHC : Large Hadron Collider Groupe groupe AB-ABP : - Étude de la dynamique des faisceaux. - recherche et développement des accélérateurs. - responsable de la supervision des accélérateurs. CERN : Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire 26MEDINA Hubert31/05/2014

27 Chaîne dinjection du LHC 450 GeV/c – 7 TeV/c 26 GeV/c – 450 GeV/c 1,4 GeV/c – 26 GeV/c 50 MeV/c – 1,4 GeV/c 27MEDINA Hubert31/05/2014

28 Instabilité de paquet unique Tête du paquet Queue du paquet 28MEDINA Hubert31/05/2014


Télécharger ppt "31/05/2014MEDINA Hubert1 ZBASE3 : la nouvelle base de données de limpédance des accélérateurs du CERN MEDINA Hubert."

Présentations similaires


Annonces Google