1500MHz 5-cell超导腔的仿真及优化的开题报告.docx

1500MHz5-cell超导腔的仿真及优化的开题报告

1.研究背景与意义

腔式超导微波加速器是目前世界上最先进的加速器技术之一。但其能够稳定加速的电子束流功率有限，因此需要进一步提高加速器的效率。而超导腔是加速器的核心部件，其形状与结构参数的优化对于加速器的性能具有关键影响。本研究以1500MHz5-cell超导腔为研究对象，通过仿真优化腔形状和结构参数，提高加速器的效率，为超导微波加速器的进一步发展提供技术支撑。

2.研究内容

（1）通过HFSS软件建立1500MHz5-cell超导腔的三维模型；

（2）仿真模拟超导腔在1500MHz下的场分布和共振频率等参数；

（3）设计、优化超导腔的形状和结构参数，包括腔体材料和厚度、单元尺寸、波导口形状等；

（4）通过仿真比较优化后的腔体参数与原有参数的差异，并得出结论；

（5）对比实验，测试优化后的超导腔的测试结果；

（6）提出进一步优化意见和建议。

3.研究方法与步骤

（1）根据1500MHz5-cell超导腔的结构参数构建三维模型；

（2）使用HFSS软件对超导腔进行电磁场仿真和分析，得到其共振频率、场分布等参数；

（3）通过对比分析优化超导腔不同参数的影响，并设计一组新的超导腔参数，进行仿真分析；

（4）分析优化后的超导腔模型与原腔体模型的差异，并通过对比实验验证其性能差异；

（5）总结分析优化后的超导腔的性能优势和存在的问题，提出进一步优化的建议。

4.预期成果

（1）1500MHz5-cell超导腔在不同参数下的电磁场分布图和共振频率等数据；

（2）优化后的超导腔模型的设计以及不同参数下的测试数据；

（3）对比分析原超导腔和优化后的超导腔的测试数据，得出结论和进一步优化建议。

5.参考文献

[1]A.Sattarov,A.Skirda,A.Yukhimchuketal.Developmentof1500MHz5-cellsuperconductingcavityforHOMacceleratorsection,Phys.Procedia,2015,63:65-70.

[2]O.Napoly,T.Junquera,M.Andorfetal.The1.5GHz5-cellsuperconductingcavityfortheCompactLinearCollider,JINST,2012,7:P11005.

[3]S.Teckeretal.Developmentofa1.5GHzfive-cellhigh-powerRFcavityprototypeforEuropeanXFEL,ProceedingsofIPAC,2013,MOPME034.