射频四极场加速器腔体多物理场分析

发布时间：2022-12-05 22:57

　　射频四极场（Radio Frequency Quadrupole,RFQ）加速器在大功率运行时会导致温度升高和热变形。针对其热稳定性的研究,在很多的多物理分析方法中,研究者将模型局限于二维RFQ截面或三维RFQ局部结构,忽略了冷却流体的流动运动。本文提出了一种结合计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）热流耦合的三维多物理场数值分析方法,包括电磁-流体-热-结构的多物理场耦合分析。基于实验工况,分析了3种（Standard、RNG、Realizable）k-ε湍流模型在同样工况下的换热效果,通过仿真结果与实验结果比较,验证方法的可行性和可靠性。选择合适的湍流模型,分析不同参数下腔体温度、结构和频率的变化规律。结果表明:应用CFD数值模拟方法可以较好的模拟RFQ加速器稳态传热状态,为未来加速器的结构优化、性能改进提供有效的数值模拟平台。 

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【文章目录】：
1 RFQ结构
2 RFQ冷却传热分析
3 RFQ三维多物理场耦合分析
    3.1 高频分析
    3.2 热-流耦合分析
    3.3 结构分析
4 仿真结果及模型验证
    4.1 仿真结果
    4.2 模拟验证
5 参数化分析
    5.1 冷却水温度对腔体性能的影响
    5.2 馈入功率对腔体性能的影响
    5.3 环境温度对腔体性能的影响
6 结语


【参考文献】：
期刊论文
[1]RF tuning and beam commissioning of CW RFQ for China-ADS Injector-I[J]. Hua Shi,Huafu Ouyang,Shengchang Wang,Ningchuang Zhou,Gang Wu.  Nuclear Science and Techniques. 2018(10)
[2]Frequency tuning with RFQ temperature in China ADS Injector Ⅱ[J]. 王静,黄建龙,张小奇,张斌,何源,张周礼,石爱民.  Chinese Physics C. 2016(03)

硕士论文
[1]CW RFQ加速器水冷分析与设计[D]. 曾加.清华大学 2015



本文编号：3710523