Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor

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1 Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor
Journées accélérateurs, Roscoff, octobre 2013 Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor Hamelin Thibault Unité mixte de recherche CNRS-IN2P3 Université Paris-Sud Orsay cedex Tél. : Fax :

2 Introduction du Multipactor Code MUSICC3D
Sommaire Introduction du Multipactor Code MUSICC3D Influence de l’angle d’émission des électrons Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke Conclusions et perspectives

3 Principe du Multipactor
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Principe du Multipactor Secondary Emission Yield (SEY) Condition de périodicité

4 Représentation du Multipactor
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Représentation du Multipactor Electric peak field Plaque parallèle Frequency gap Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY)

5 Representation du Multipactor
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Representation du Multipactor Electric peak field Frequency gap Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY)

6 Representation du Multipactor
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Representation du Multipactor Electric peak field Frequency gap Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY)

7 Representation du Multipactor
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Representation du Multipactor Electric peak field Frequency gap Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY)

8 RAPPEL TITRE PRESENTATION
mercredi 12 avril 2017 Aspect 3D Cavité HF pour les accélérateurs de particules Amplificateur HF Circuit micro-onde dans les satellites Structures possédant des géométries 3D complexes Nécessité d’utiliser un logiciel 3D pour le Multipactor

9 Introduction du Multipactor Code MUSICC3D
Sommaire Introduction du Multipactor Code MUSICC3D Influence de l’angle d’émission des électrons Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke Conclusions et perspectives

10 Principe de calcul avec musicc3d
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Principe de calcul avec musicc3d Développé à l’IPNO Toutes géométries 3D (un ou plusieurs matériaux) Maillage 3D tétraédrique Carte de champs HF importée d’un solveur externe Basé sur la méthode de Runge Kutta et utilisant l’équation du mouvement relativiste pour résoudre les trajectoires électroniques Model de la charge virtuelle Les interactions basées sur le coefficient d’émission secondaire multi différentiel SEY (Ein, ain, Eout, aout) sont résolues à l’aide de la méthode Monte-Carlo. Visualisation de trajectoires électroniques (MUSICC3D)

11 RAPPEL TITRE PRESENTATION
mercredi 12 avril 2017 Sorties de musicc3d

12 Validation du code musicc3d
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Validation du code musicc3d Calcul 1D (Hatch et Williams) Plaque parallèle Code 2D (Multipac) Ligne coaxiale Multipac 2D In red : MUSICC3D In black : 1D calculation MUSICC3D Power (kW)

13 Introduction du Multipactor Code MUSICC3D
Sommaire Introduction du Multipactor Code MUSICC3D Influence de l’angle d’émission des électrons Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke Conclusions et perspectives

14 Influence de l’angle d’émission des électrons
RAPPEL TITRE PRESENTATION mercredi 12 avril 2017 Influence de l’angle d’émission des électrons Angle d’émission : fixe ou réel (Gaussienne) Rouge: fixe (perpendiculaire) Vert : réel (Gaussienne)

15 Introduction du Multipactor Code MUSICC3D
Sommaire Introduction du Multipactor Code MUSICC3D Influence de l’angle d’émission des électrons Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke Conclusions et perspectives

16 Simulation de la cavité Spiral 2
Cavité (l/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz) (E = 4.78*Eacc)

17 Simulation de la cavité Spiral 2
Cavité (l/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz) (E = 4.78*Eacc)

18 Simulation de la cavité Spiral 2
Cavité (l/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz) (E = 4.78*Eacc)

19 Simulation de la cavité Spiral 2
Cavité (l/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz) Rouge : simulations MUSICC3D Bleu : mesures expérimentales (E = 4.78*Eacc)

20 Simulation de la cavité spoke pour le projet ess
L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS (f = 352 MHz)

21 Simulation de la cavité spoke pour le projet ess
L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS (f = 352 MHz) (E = 4.84*Eacc)

22 Simulation de la cavité spoke pour le projet ess
L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS (f = 352 MHz) (E = 4.84*Eacc)

23 Simulation de la cavité spoke pour le projet ess
L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS (f = 352 MHz) (E = 4.84*Eacc)

24 Simulation de la cavité spoke pour le projet ess
L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS (f = 352 MHz) (E = 4.84*Eacc)

25 Introduction du Multipactor Code MUSICC3D
Sommaire Introduction du Multipactor Code MUSICC3D Influence de l’angle d’émission des électrons Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke Conclusions et perspectives

26 Conclusions et perspectives
Prédiction des zones de Multipactor Champs pique électrique Localisation Multiples sorties Trajectoires 2D et 3D Charges Phases Nombres de collision Energie de collision Perspectives Conception et fabrication d’un Véhicule Test permettant l’étude du Multipactor Caractérisation de divers SEY de matériaux Etude du Multipactor en fonction de l’état de surface et de sa géométrie

27 Merci de votre attention