粒子径分析装置ソフトウェア Particle Dynamics Simulation

動的シミュレーションプロセス電磁気

SIMULIA シミュレーション・ポートフォリオは、自由運動粒子と電磁場が相互に作用する素子をシミュレートできる、さまざまなソルバーで構成されています。ポートフォリオのこの部分には、CST Studio Suite と Opera の安定したテクノロジーが使われています。 荷電粒子力学シミュレーションは、各種荷電粒子装置の解析と最適化に不可欠です。粒子寿命のシミュレーション・プロセスは、粒子の放出で始まり、静電加速や静磁場収束など粒子が暴露される効果を再現します。さらに、外場を作るこれらの装置は、高精度の定常シミュレーションを用いて慎重に作られています。エネルギーが非常に高いところでは、相対論的運動方程式も考慮しなければなりません。 粒子シミュレーションでは、粒子が作る電磁場を空間電荷と見なし、外部の電磁場と重ね合わせることができます。自己電磁場は過渡的成分を生み出し、粒子自身に作用が返ってきます。そこで必要になるのが、完全に自己無撞着的な PIC (Particle-in-Cell: セル内粒子)シミュレーションです。 粒子エネルギーを高めるため、粒子ビームを 高周波電磁場に暴露すると、電子ビームは超相対論的極限である光速に近づきます。粒子ビームは、電磁場や、自己または後続のビームに作用するウェーク場を作る電流とみなされます。さまざまなビーム光学素子がビームを誘導します。 CST Studio Suite と Opera には、荷電粒子装置の設計に使えるツールが複数用意されています。一般的な静電磁場ソルバーや低周波電磁場ソルバー以外に、粒子追跡ソルバー、電磁 Particle-in-Cell (Es-PIC)、標準 Particle-in-Cell (PIC)ソルバー、ウェーク場ソルバーがあります。これらは、粒子源、磁石、キャビティ、アブソーバなど、さまざまなビームライン部品の設計に使われます。 粒子力学シミュレーションは、真空電子機器の設計においても重要です。マグネトロン、ジャイロトン、クライストロン、移動波管増幅器は、CST Studio Suite で設計できるコンポーネントの例です。マルチパクション効果やコロナ効果などの破壊効果をシミュレートできます。また、マルチフィジックス・シミュレーションによって、高出力マイクロ波の熱効果や機械的効果も考慮に入れることができます。