Aplikace metody hraničních prvků při výpočtu elektrického pole radiofrekvenční iontové pasti
| Thesis title in Czech: | Aplikace metody hraničních prvků při výpočtu elektrického pole radiofrekvenční iontové pasti |
|---|---|
| Thesis title in English: | Application of boundary element method for calculation of electric field in a radiofrequency ion trap |
| Key words: | BEM, FEM, rf iontová past |
| English key words: | BEM, FEM, rf ion trap |
| Academic year of topic announcement: | 2017/2018 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 26.10.2017 |
| Date of assignment: | 03.01.2018 |
| Confirmed by Study dept. on: | 25.01.2018 |
| Date and time of defence: | 26.06.2018 09:00 |
| Date of electronic submission: | 18.05.2018 |
| Date of submission of printed version: | 17.05.2018 |
| Date of proceeded defence: | 26.06.2018 |
| Opponents: | RNDr. Jakub Hromádka, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1) Rešerše metod pro výpočet elektrostatického pole a seznámení se s principy radiofrekvenčních pastí.
2) Implementace výpočtu elektrického pole v iontové pasti metodou konečných prvků a metodou hraničních prvků s využitím knihovny BEM++. 3) Porovnání přesnosti, rychlosti a paměťové náročnosti výpočtu obou metod. 4) Výpočet efektivního potenciálu pasti a simulace pohybu částic v pasti. |
| References |
| D. Gerlich, “Inhomogeneous Electrical Radio Frequency Fields: A Versatile Tool for the Study of Processes with Slow Ions”, Adv. Chem. Phys. Ser., LXXXII, J. Wiley & Sons (1992).
P. L. DeVries, “A First Course in Computational Physics”, J. Wiley & Sons (1994). W. Śmigaj, S. Arridge, T. Betcke, J. Phillips, M. Schweiger, “Solving Boundary Integral Problems with BEM++”, ACM Trans. Math. Software 41, pp. 6:1–6:40 (2015). Publikace v odborných časopisech a další literatura po dohodě s vedoucím. |
| Preliminary scope of work |
| Na katedře fyziky povrchů a plazmatu je radiofrekvenční iontová past využívána ke studiu iont-molekulových reakcí za nízkých teplot. Při nízkých teplotách je energie tepelného pohybu částic v řádu milielektronvoltů a pro pochopení pohybu částic je tedy nutné znát i elektrický potenciál s přesností zlomku mV (relativní přesnost řádu 10-5). Provést takový výpočet běžně používanou metodou konečných prvků (FEM) je v případě složitějších geometrií (např. drátěná past) značně výpočetně náročné. Jako vhodná cesta pro významné urychlení a zpřesnění výpočtu se jeví využití metody hraničních prvků (boundary element method, BEM). Cílem práce bude aplikace metody BEM na výpočet pole radiofrekvenční pasti a porovnání její efektivity s metodou FEM. |