Magnettechnologie and Numerische Feldberechnung

Präsentation zum Thema: "Magnettechnologie and Numerische Feldberechnung"—  Präsentation transkript:

1 Magnettechnologie and Numerische Feldberechnung
S. Russenschuck CERN, TE-MCS

2 CMS (Klasse 1)

3 LHC Magnete im Tunnel (Klasse 2)

4 Hohes Feld und hohe Stromdichte
LHC Dipol Feld T Apertur mm Länge m Nom. Strom A Energie MJ Hohes Feld und hohe Stromdichte

5 Ein Multiphysik Problem
Strahlphysik Materialwissenschaft: Supraleitende Kabel, Stahl, Isolierung Grossmaschinenbau und Feinmechanik Vakuumtechnik Tieftemperaturphysik (Superflüssiges Helium) Vermessungswesen (Magnetausrichtung) Feldmessungen und Quenchtests Elektrotechnik (Netzgeräte, Durchführungen, Bussysteme, Quenchüberwachung) Analytische und Numerische Feldberechnung

6 Analytische und Numerische Feldberechnung
Lineare Algebra Vektoranalysis Harmonische Felder Green’sche Funktionen und Spiegelungsmethode Funktionentheorie Differentialgeometrie Numerische Feldberechnung Cartan-Kalkül und Diskreter Elektromagnetismus Hysteresemodellierung Gekoppelte (thermisch, magnetisch, elektrisch) Systeme Mathematische Optimierung

7 Das CERN Feldberechnungsprogramm ROXIE

8 Objektorientierte Geometriegenerierung
Integrierter Entwurf Objektorientierte Geometriegenerierung Konzeptdesign mit genetischen Optimierungsmethoden Minimierung von Saturationseffekten im Eisenjoch (BEM-FEM Kopplung) Berechnung der Supraleitermagnetisierung Berechnung der Wirbelströme im Rutherford-Kabel (Roebelstab) Quenchsimulation 3D-Spulengeometrie und Eisenjochoptimierung Toleranzanalysen Erstellung von Zeichnungen, rapid prototyping Inverse Feldberechnung

9 Der LHC Magnet Zoo

10 Normalleitende Magnete

11 Optimization Algorithms
TU-Wien

12 Finite-Elemente/Randelemente Kopplung (FEM-BEM)
TU-Stuttgart, Uni. Saarland 12

13 Parametrische Gitternetzgenerierung (Top. Gebietszerlegung)
TU-Stuttgart

14 Differentialgeometrie fuer Spulenenden
TU-Vienna

15 Supraleiter Magnetisierung (Hystherese Model)
TU-Berlin

16 Wirbelstroeme in Roebelstaeben (Algebraische Topologie)
Univ. Rom

17 Quench Verlauf (Multi-Physik)
erkannt Quenchheizer wirksam Quench-back Magnet normal- leitend Diode schaltet Quenchausbreitung Quench Detection Stromquelle und Diode Quench Heizer Quench back (Quenchen durch induzierte Verluste) TU-Berlin 17

18 CERN Doktorandenprogramm
Existierendes CERN Doktorandenprogramm derzeit ca. 85 Doktoranden des Programms am CERN technisch orientierte Themen typisch Jahre Aufenthalt am CERN danach Promotion an Heimathochschule Bislang nur geringe deutsche Beteiligung Zusätzlich 20 Deutsche durch das Wolfgang-Gentner Programm Bewerbungen: direkt bei CERN über e-RT: Nächste Bewerbungsfristen 22. September 2009 (Bewerbungsfrist: ) 1. December 2009 (Bewerbungsfrist: )