摘要：在强流重离子加速器运行中,带电粒子与真空管道中的残余气体分子相互作用发生的电荷交换反应是影响重离子束流寿命的关键因素。这种电荷交换过程导致的束流损失将解吸出真空管壁上吸附的气体分子,进而引起真空压力的动态变化,将严重影响加速器的稳定运行和最终束流引出流强。中国科学院近代物理研究所将在广东省惠州市建造的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,简称HIAF)利用增强器(Booster Ring,简称BRing)提供束流流强高达2×10^(11)ppp的^(238)U^(35+)用于核物理及原子物理等实验研究。对强流重离子加速器BRing中^(238)U^(35+)束流发生电荷交换反应,损失一个电子成为^(238)U^(36+)的过程进行了追踪模拟,计算得到了U^(36+)损失前的运动径迹和全环粒子损失位置分布,模拟结果显示U^(36+)受到色散元件的影响,将集中损失在位于二极磁铁后的漂移节区域中。基于模拟结果,在束流损失位置处设计安装由低解吸率材料制作的准直器,优化设计后的准直效率高达95%以上;并模拟计算了有无准直器时真空压力和束流流强的变化,安装准直器后BRing的平均真空度变化小于10%,将确保BRing加速器的稳定运行。

摘要：基于KONUS束流动力学理论,完成了一台工作频率为162.5 MHz、占空比为1%的交叉指型漂移管直线注入器(IH-DTL)的动力学设计。该IH-DTL内置两套三组合四极透镜,共有41个加速单元,可为同步加速器提供流强400 eμA、能量4 MeV/u的C4+束流。在动力学设计过程中着重对每个加速间隙的同步能量偏差、注入相位和间隙电压等参数进行优化,使得该IH-DTL的横向归一化RMS接收度达到0.24πmm·mrad,且横纵向归一化发射度增长小于10%,有利于提高同步环的注入效率。然后根据动力学设计的结构参数进行IH-DTL的高频仿真计算,将得到的三维电磁场分布导入PIC粒子跟踪程序中进行束流动力学模拟。动力学模拟结果显示,束流在IH-DTL出口的横向自然发射度小于13πmm·mrad,达到了同步环的注入要求,而且在7%的垂直二极场分量下,束流中心的横向偏移在±0.5 mm以内,整体的束流传输效率高于99%。

摘要：中国科学院近代物理研究所在CSR-LINAC项目中设计了一台108.48 MHz的IH型RFQ直线加速器。该RFQ可以将质荷比为3～7的离子从4 ke V/u加速到300 ke V/u。在完成束流动力学设计的基础上,主要针对RFQ腔体的高频电磁设计展开了研究,同时利用了电磁场仿真和束流动力学模拟来研究腔体的四极场不平整度和二极场及其动力学影响。未经调谐的情况下,腔体的谐振频率为108.15 MHz,腔体空载品质因子Q0为5 910,腔体功耗为123 k W。通过在支撑板两端增加底切的设计,将腔体的四极场不平整度由-21%～12%优化至±2.5%,满足了束流动力学要求。腔体的二极场为-3%～-2.2%,使得束流在垂直方向小幅振荡,RFQ的垂直方向接受度减小5%。为了保证功率馈入时反射较小,将耦合器设置在临界耦合状态,耦合面积为940 mm2。为了补偿腔体的频率偏差和漂移,设计了调谐量分别为707和132 k Hz的固定调谐器和可动调谐器。

摘要：超重核的真空衰变对于验证量子电动力学至关重要,由于过去的固定靶实验中,核外电子干扰正负电子对的测量,国际上尚未观测到该现象。提出基于HIAF SRing的并束实验方案,通过^(238)U^(92+)在自由空间碰撞,排除了核外电子的影响。根据亮度理论,结合对交叉角度、Laslett频移和束束相互作用的分析,优化得到1.9×10^(24)cm^(-2)s^(-1)的峰值亮度,基本满足了实验需求。

摘要：为了提高兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的运行效率、改善加速器输出束流品质,并实现几个加速装置分时供束,提高整个重离子加速装置的利用率,特为(HIRFL-CSR)增建一台新的注入器——CSR-LINAC。在108.48 MHz的RFQ之后的CSR-LINAC主加速段,主要由一台108.48 MHz和两台216.96 MHz的IH型漂移管直线加速器组成,用于加速荷质比为1/8.5～1/3之间的重离子,其最大的束流流强为3 mA,并将粒子从0.3 Me V/u加速到3.71 Me V/u。运用KONUS动力学原理,在满足设计指标的情况下,首先利用Trace Win程序进行中能束线MEBT设计,后针对高频腔体设计和束流匹配的基本参数的系列讨论,特别是对CSR-LINAC的中能束流匹配线、参数选择和IH型KONUS结构的漂移管直线加速器进行设计模拟优化。最终得出,在保证腔体设计指标和95.3%的传输效率的情况下,该紧凑型直线加速结构经过三个腔体的加速后,束流的纵向归一化均方根发射度增长仅有25%;同时发现,当流强达到3 mA时,存在空间电荷效应,导致其纵向相宽增长约25%,最大横向包络也存在16.5%的涨落。

摘要：根据海洋岛礁环境,设计了一款无人机。为满足设计要求,采用大展弦比、上单翼与V型尾翼的气动布局和倾转矢量动力方案,采用非结构网络和SST κ-ω湍流模型对设计无人机进行计算分析,并利用实时仿真系统对该设计进行了全自动飞行验证。计算和仿真结果表明所设计的无人机气动性能优良,满足岛礁的使用需求。

摘要：以西藏某引水隧洞工程施工为例,采用通用软件FLAC3D对深埋软岩隧洞施工开挖过程中的围岩稳定性和锚固支护受力演化过程进行分析,揭示了塑性区、围岩变形和应力分布的总体规律。通过对该引水隧洞施工开挖和锚固支护的模拟计算,论证了隧洞开挖的稳定性以及锚杆、喷混凝土、钢拱架的支护作用,并提出洞室结构锚固支护合理时机宜为滞后掌子面一个施工进尺。对同类深埋软岩隧洞工程具有一定借鉴意义。