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回旋加速器虚拟样机建模与可视化技术研究

熊健  
【摘要】:传统的回旋加速器设计分析软件都是基于各种特定要求开发的,分析对象大多是针对某个部件或功能,难以进行整机的模拟。在实际设计中,仍然需要更多地依赖设计人员的工程经验,不可靠因素多。将信息技术引入回旋加速器的设计研究,对整机与环境建模,建立一个完整的加速器设计虚拟环境,实现从设计到安装、调试、运行和误差分析都做到可视化。使用虚拟手段从整机的角度研究回旋加速器的性能,能以较低的投入得到各种方案选择,提出更现实的加工实施方案,避免了工程损失。 本文讨论了回旋加速器虚拟样机模型的特点。根据加速器实例,运用三维造型软件Pro/ENGINEER,建立虚拟样机模型。实现工程图的制作和装配仿真等功能,及通过软件二次开发自动建模功能。围绕样机模型,在设计阶段就考虑装配、制造等下游活动所涉及的所有环节和因素。讨论了模型数据的信息集成与重用方法,使其应用于虚拟样机体系其它应用模块。利用模型仿真分析结果符合实际情况,满足工程要求。 针对束流动力学可视化,基于已有加速器数值计算软件和动力学分析软件ADAMS,模拟了粒子在回旋加速器中的加速过程。其涉及回旋加速器的一般设计分析过程,而且能够直观地显示分析结果,特别是把物理过程的可视化应用到回旋加速器设计中,发现其内在规律。这种方式丰富了加速器研制的途径。


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