Il portafoglio di simulazione SIMULIA comprende un'ampia gamma di solutori che consentono la simulazione di dispositivi che funzionano grazie all'interazione di particelle in movimento libero e campi elettromagnetici. Questa parte del portafoglio si basa sulle tecnologie consolidate fornite da CST Studio Suite e Opera.
La simulazione della dinamica delle particelle cariche è essenziale per l'analisi e l'ottimizzazione di vari dispositivi a particelle cariche. Il processo di simulazione della vita di una particella può iniziare con l'emissione delle particelle e gli effetti dei campi elettrostatici acceleranti e magnetostatici focalizzati a cui sono esposte. Inoltre, questi dispositivi che creano campi esterni sono accuratamente progettati utilizzando una simulazione statica molto accurata. A energie molto elevate, è necessario considerare anche le equazioni relativistiche del moto.
La simulazione delle particelle può considerare i campi generati dalle particelle come carica spaziale, che si sovrappone ai campi elettromagnetici esterni. I campi auto-elettromagnetici possono introdurre una componente transitoria che agisce nuovamente sulle particelle. A questo punto, è necessaria una simulazione Particle-in-Cell completamente autoconsistente.
Per raggiungere energie più elevate delle particelle, il fascio di particelle viene esposto a campi RF. Un fascio di elettroni può ora avvicinarsi alla velocità della luce, il limite ultrarelativistico. Il fascio di particelle è considerato come una corrente che crea campi elettromagnetici, campi di scia che possono agire su se stessi o sui fasci successivi. Vari dispositivi ottici guidano il fascio.
CST Studio Suite e Opera includono diversi strumenti per la progettazione di dispositivi a particelle cariche.
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