| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-13页 |
| 1. 绪论 | 第13-21页 |
| ·课题来源 | 第13页 |
| ·课题的提出、目的及意义 | 第13-14页 |
| ·文献综述 | 第14-19页 |
| ·回旋加速器发展趋势 | 第14-16页 |
| ·虚拟现实与虚拟样机技术 | 第16-17页 |
| ·数值仿真和虚拟现实技术在加速器研发中的应用 | 第17-19页 |
| ·论文研究内容 | 第19-21页 |
| 2. 回旋加速器束流动力学理论与计算方法 | 第21-38页 |
| ·回旋加速器中粒子的横向线性运动 | 第22-31页 |
| ·横向运动的稳定性 | 第22-25页 |
| ·粒子横向线性运动方程与Courant-Snyder 参数 | 第25-27页 |
| ·横向自由振荡频率及其近似解 | 第27-28页 |
| ·束流相空间、发射度与刘维定理 | 第28-31页 |
| ·回旋加速器中粒子的加速 | 第31-32页 |
| ·动量发散与偏离动量轨道 | 第31页 |
| ·回旋加速器中的滑相 | 第31-32页 |
| ·基于数值积分方法的束流动力学分析 | 第32-37页 |
| ·基于数值积分的平衡轨道计算方法 | 第33-36页 |
| ·横向振荡频率的计算 | 第36页 |
| ·径向与轴向共振的避免 | 第36-37页 |
| ·本章小结 | 第37-38页 |
| 3. 粒子束跟踪程序 PTP 的算法与实现 | 第38-54页 |
| ·算法 | 第38-43页 |
| ·基于粒子运动方程的数值积分跟踪方法 | 第38-39页 |
| ·偏离中平面的磁场计算及磁场插值方法 | 第39-41页 |
| ·Soft-Edge 磁铁模型 | 第41-42页 |
| ·基于多圈跟踪FFT 分析的自由振荡频率计算方法 | 第42-43页 |
| ·程序设计与实现 | 第43-49页 |
| ·框架结构设计 | 第43-45页 |
| ·实现细节 | 第45-48页 |
| ·PTP 界面实例 | 第48-49页 |
| ·PTP 的应用及程序结果比对 | 第49-53页 |
| ·本章小结 | 第53-54页 |
| 4. 等时性回旋加速器主磁铁设计与优化 | 第54-78页 |
| ·等时性回旋加速器磁铁设计原则与方法 | 第55-59页 |
| ·等时性磁场分布要求和滑相范围 | 第55-56页 |
| ·磁铁设计主要参数 | 第56-59页 |
| ·虚拟样机环境下的紧凑型回旋加速器磁铁设计与优化技术 | 第59-65页 |
| ·计算工具 | 第60-61页 |
| ·具体计算步骤 | 第61-65页 |
| ·16MeV 负氢紧凑型回旋加速器主磁铁设计与优化 | 第65-75页 |
| ·二维分析和磁铁基本几何尺寸的确定 | 第66-67页 |
| ·三维分析与磁场优化 | 第67-74页 |
| ·电磁力计算及结构力学分析 | 第74-75页 |
| ·模型参数的改变对磁场分布和束流动力学的影响 | 第75-77页 |
| ·主线圈电流密度的改变对平均场的影响 | 第75-76页 |
| ·谷区深度的改变对平均场的影响 | 第76-77页 |
| ·本章小结 | 第77-78页 |
| 5. 轴向注入系统与静电偏转板设计 | 第78-97页 |
| ·紧凑型回旋加速器的轴向注入系统 | 第79-82页 |
| ·轴向注入系统的组成及布局 | 第79-81页 |
| ·轴向注入系统主要方案 | 第81-82页 |
| ·16 MeV 负氢紧凑型回旋加速器轴向注入系统光路设计 | 第82-87页 |
| ·静电偏转板的设计与数值仿真 | 第87-96页 |
| ·螺旋静电偏转板解析模型 | 第88-90页 |
| ·16MeV 回旋加速器静电偏转板设计与数值仿真 | 第90-96页 |
| ·本章小结 | 第96-97页 |
| 6. 基于混合编程的虚拟样机集成平台 | 第97-111页 |
| ·虚拟样机集成平台的需求和集成工具的选择 | 第97-100页 |
| ·虚拟样机平台的体系结构和需求分析 | 第97-98页 |
| ·集成平台方案关键元素 | 第98-100页 |
| ·基于混合编程和 Python 的虚拟样机集成平台框架设计 | 第100-102页 |
| ·基本方案 | 第101-102页 |
| ·升级组件 | 第102页 |
| ·虚拟样机集成平台的实现 | 第102-110页 |
| ·束流动力学分析模块 | 第103-107页 |
| ·虚拟建模模块 | 第107-108页 |
| ·虚拟控制模块 | 第108-110页 |
| ·本章小结 | 第110-111页 |
| 7. 实验验证 | 第111-125页 |
| ·KURRI FFAG 注入环束流测量及同模拟结果之比较 | 第111-118页 |
| ·F FAG 同步加速器及KART FFAG Complex 项目简介 | 第111-113页 |
| ·注入环整数共振穿越实验 | 第113-118页 |
| ·CYCIAE100 中心区试验台架磁场测量与束流动力学分析 | 第118-124页 |
| ·本章小结 | 第124-125页 |
| 8. 总结与展望 | 第125-128页 |
| ·全文工作总结 | 第125-126页 |
| ·论文创新点 | 第126-127页 |
| ·研究展望 | 第127-128页 |
| 致谢 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-139页 |
| 附录1：攻读博士学位期间发表论著及论文 | 第139-140页 |
| 附录2：参加项目及获奖情况 | 第140-141页 |
| 附录3：PTP 程序 PT 组件类定义和部分数据结构代码 | 第141-142页 |
