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Enregistrement W2292518515 · doi:10.2172/1098264

Collaborative Research: Simulation of Beam-Electron Cloud Interactions in Circular Accelerators Using Plasma Models

2009· report· en· W2292518515 sur OpenAlexaboutno aff
T. Katsouleas, Viktor K. Decyk

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typereport
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueParticle accelerators and beam dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCode (set theory)Beam (structure)Particle-in-cellPlasmaPhysicsComputer scienceCathode rayParticle acceleratorElectronOpticsNuclear physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Final Report for grant DE-FG02-06ER54888, "Simulation of Beam-Electron Cloud Interactions in Circular Accelerators Using Plasma Models" Viktor K. Decyk, University of California, Los Angeles Los Angeles, CA 90095-1547 The primary goal of this collaborative proposal was to modify the code QuickPIC and apply it to study the long-time stability of beam propagation in low density electron clouds present in circular accelerators. The UCLA contribution to this collaborative proposal was in supporting the development of the pipelining scheme for the QuickPIC code, which extended the parallel scaling of this code by two orders of magnitude. The USC work was as described here the PhD research for Ms. Bing Feng, lead author in reference 2 below, who performed the research at USC under the guidance of the PI Tom Katsouleas and the collaboration of Dr. Decyk The QuickPIC code [1] is a multi-scale Particle-in-Cell (PIC) code. The outer 3D code contains a beam which propagates through a long region of plasma and evolves slowly. The plasma response to this beam is modeled by slices of a 2D plasma code. This plasma response then is fed back to the beam code, and the process repeats. The pipelining is based on the observation that once the beam has passed a 2D slice, its response can be fed back to the beam immediately without waiting for the beam to pass all the other slices. Thus independent blocks of 2D slices from different time steps can be running simultaneously. The major difficulty was when particles at the edges needed to communicate with other blocks. Two versions of the pipelining scheme were developed, for the the full quasi-static code and the other for the basic quasi-static code used by this e-cloud proposal. Details of the pipelining scheme were published in [2]. The new version of QuickPIC was able to run with more than 1,000 processors, and was successfully applied in modeling e-clouds by our collaborators in this proposal [3-8]. Jean-Luc Vay at Lawrence Berkeley National Lab later implemented a similar basic quasistatic scheme including pipelining in the code WARP [9] and found good to very good quantitative agreement between the two codes in modeling e-clouds. References [1] C. Huang, V. K. Decyk, C. Ren, M. Zhou, W. Lu, W. B. Mori, J. H. Cooley, T. M. Antonsen, Jr., and T. Katsouleas, "QUICKPIC: A highly efficient particle-in-cell code for modeling wakefield acceleration in plasmas," J. Computational Phys. 217, 658 (2006). [2] B. Feng, C. Huang, V. K. Decyk, W. B. Mori, P. Muggli, and T. Katsouleas, "Enhancing parallel quasi-static particle-in-cell simulations with a pipelining algorithm," J. Computational Phys, 228, 5430 (2009). [3] C. Huang, V. K. Decyk, M. Zhou, W. Lu, W. B. Mori, J. H. Cooley, T. M. Antonsen, Jr., and B. Feng, T. Katsouleas, J. Vieira, and L. O. Silva, "QUICKPIC: A highly efficient fully parallelized PIC code for plasma-based acceleration," Proc. of the SciDAC 2006 Conf., Denver, Colorado, June, 2006 [Journal of Physics: Conference Series, W. M. Tang, Editor, vol. 46, Institute of Physics, Bristol and Philadelphia, 2006], p. 190. [4] B. Feng, C. Huang, V. Decyk, W. B. Mori, T. Katsouleas, P. Muggli, "Enhancing Plasma Wakefield and E-cloud Simulation Performance Using a Pipelining Algorithm," Proc. 12th Workshop on Advanced Accelerator Concepts, Lake Geneva, WI, July, 2006, p. 201 [AIP Conf. Proceedings, vol. 877, Melville, NY, 2006]. [5] B. Feng, P. Muggli, T. Katsouleas, V. Decyk, C. Huang, and W. Mori, "Long Time Electron Cloud Instability Simulation Using QuickPIC with Pipelining Algorithm," Proc. of the 2007 Particle Accelerator Conference, Albuquerque, NM, June, 2007, p. 3615. [6] B. Feng, C. Huang, V. Decyk, W. B. Mori, G. H. Hoffstaetter, P. Muggli, T. Katsouleas, "Simulation of Electron Cloud Effects on Electron Beam at ERL with Pipelined QuickPIC," Proc. 13th Workshop on Advanced Accelerator Concepts, Santa Cruz, CA, July-August, 2008, p. 340 [AIP Conf. Proceedings, vol. 1086, Melville, NY, 2008]. [7] B. Feng, C. Huang, V. K. Decyk, W. B. Mori, P. Muggli, and T. Katsouleas, "Enhancing parallel quasi-static particle-in-cell simulations with a pipelining algorithm," J. Computational Phys, 228, 5430 (2009). [8] C. Huang, W. An, V. K. Decyk, W. Lu, W. B. Mori, F. S. Tsung, M. Tzoufras, S. Morshed, T. Antonsen, B. Feng, T. Katsouleas, R., A. Fonseca, S. F. Martins, J. Vieira, L. O. Silva, E. Esarey, C. G. R. Geddes, W. P. Leemans, E. Cormier-Michel, J.-L. Vay, D. L. Bruhwiler, B. Cowan, J. R. Cary, and K. Paul, "Recent results and future challenges for large scale particleion- cell simulations of plasma-based accelerator concepts," Proc. of the SciDAC 2009 Conf., San Diego, CA, June, 2009 [Journal of Physics: Conference Series, vol. 180, Institute of Physics, Bristol and Philadelphia, 2009], p. 012005. [9] J.-L. Vay, C. M. Celata, M. A. Furman, G. Penn, M. Venturini, D. P. Grote, and K. G. Sonnad, ?Update on Electron-Cloud Simulations Using the Package WARP-POSINST.? Proc. of the 2009 Particle Accelerator Conference PAC09, Vancouver, Canada, June, 2009, paper FR5RFP078.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,138
Tête enseignante GPT0,391
Écart entre enseignants0,253 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2009
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