SIMULIA 시뮬레이션 포트폴리오는 광범위한 솔버로 구성되어 자유롭게 움직이는 입자와 전자기장의 상호 작용을 활용하여 작동하는 장치의 시뮬레이션을 가능하게 합니다. 포트폴리오의 이 부분은 CST Studio Suite 및 Opera를 통해 제공되는 확립된 기술을 기반으로 합니다.
하전 입자 동역학 시뮬레이션은 다양한 하전 입자 장치를 분석하고 최적화하는 데 필수적입니다. 입자의 수명에 대한 시뮬레이션 프로세스는 입자의 방출과 이들이 노출된 정전기장을 가속하고 집중시키는 효과로 시작할 수 있습니다. 또한, 외부장을 생성하는 이러한 장치는 매우 정확한 정적 시뮬레이션을 사용하여 신중하게 설계되었습니다. 매우 높은 에너지에서는 상대론적 운동 방정식도 고려해야 합니다.
입자 시뮬레이션은 입자에 의해 생성된 장을 공간 전하로 간주할 수 있으며, 이는 외부 전자기장을 중첩합니다. 자체 전자기장은 입자에 다시 작용하는 과도 성분을 도입할 수 있습니다. 이 시점에서 완전히 일관된 Particle-in-Cell 시뮬레이션이 필요합니다.
더 높은 입자 에너지에 다다르기 위해 입자 빔은 RF 필드에 노출됩니다. 전자 빔은 이제 초상대론적 한계인 빛의 속도에 접근할 수 있습니다. 입자 빔은 전자기장인 웨이크 필드를 생성하는 전류로 간주되며, 자체 또는 후속 빔에 다시 작용할 수 있습니다. 다양한 빔 광학 장치가 빔을 유도합니다.
CST Studio Suite와 Opera에는 하전 입자 장치를 설계하기 위한 여러 도구가 포함되어 있습니다. 일반적인 정적 및 고주파 솔버 외에도 Particle Tracking 솔버, Electrostatic Particle-in-Cell(Es-PIC), 표준 Particle-in-Cell (PIC) 솔버, 웨이크필드 솔버가 있습니다. 이러한 구성 요소는 입자 소스에서 자석, 캐비티, 흡수체에 이어지는 빔 라인 구성 요소를 설계하는 데 사용됩니다.
입자 역학 시뮬레이션은 진공 전자 장치 설계에서도 매우 중요합니다. 마그네트론, 자이로트론, 클라이스트론 및 진행파 튜브 증폭기 역시 CST Studio Suite로 설계할 수 있는 구성 요소입니다. 멀티팩션 및 코로나 효과와 같은 방전 효과를 시뮬레이션할 수 있으며, 다중 물리 시뮬레이션을 통해 고출력 전자파에 대한 열 및 기계적 효과도 고려할 수 있습니다.
