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Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor

Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor. Hamelin Thibault. 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. Principe du Multipactor.

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Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor

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Presentation Transcript

  1. Musicc3d : code pour la modélisation du Multipactor Hamelin Thibault Unité mixte de recherche CNRS-IN2P3 Université Paris-Sud91406 Orsay cedex Tél. : +33 1 69 15 73 40 Fax : +33 1 69 15 64 70 http://ipnweb.in2p3.fr

  2. 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 Condition de périodicité Secondary Emission Yield (SEY)

  4. Représentation du Multipactor Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY) Electric peak field Plaque parallèle Frequency gap

  5. Representation du Multipactor Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY) Electric peak field Frequency gap

  6. Representation du Multipactor Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY) Electric peak field Frequency gap

  7. Representation du Multipactor Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre (les couleurs représentent le SEY) Electric peak field Frequency gap

  8. Aspect 3D • Structures possédant des géométries 3D complexes • Nécessité d’utiliser un logiciel 3D pour le Multipactor Cavité HF pour les accélérateurs de particules Circuit micro-onde dans les satellites Amplificateur HF

  9. 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 Visualisation de trajectoires électroniques (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.

  11. Sorties de musicc3d

  12. 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. 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 Rouge: fixe (perpendiculaire) Vert : réel (Gaussienne) • Angle d’émission : fixe ou réel (Gaussienne)

  15. 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 Rouge : simulations MUSICC3D Bleu : mesures expérimentales • 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)

  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. 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 Conclusions Perspectives • Prédiction des zones de Multipactor • Champs pique électrique • Localisation • Multiples sorties • Trajectoires 2D et 3D • Charges • Phases • Nombres de collision • Energie de collision • 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

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