Student: Vavřička Radek
Vedoucí: Mgr. Štěpán Roučka, Ph.D.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Na katedře fyziky povrchů a plazmatu je radiofrekvenční iontová past využívána ke studiu iont-molekulových reakcí za nízkých teplot. Při nízkých teplotách je energie tepelného pohybu částic v řádu milielektronvoltů a pro pochopení pohybu částic je tedy nutné znát i elektrický potenciál s přesností zlomku mV (relativní přesnost řádu 10-5). Provést takový výpočet běžně používanou metodou konečných prvků (FEM) je v případě složitějších geometrií (např. drátěná past) značně výpočetně náročné. Jako vhodná cesta pro významné urychlení a zpřesnění výpočtu se jeví využití metody hraničních prvků (boundary element method, BEM). Cílem práce bude aplikace metody BEM na výpočet pole radiofrekvenční pasti a porovnání její efektivity s metodou FEM.
Cíle práce:
1) Rešerše metod pro výpočet elektrostatického pole a seznámení se s principy radiofrekvenčních pastí.
2) Implementace výpočtu elektrického pole v iontové pasti metodou konečných prvků a metodou hraničních prvků s využitím knihovny BEM++.
3) Porovnání přesnosti, rychlosti a paměťové náročnosti výpočtu obou metod.
4) Výpočet efektivního potenciálu pasti a simulace pohybu částic v pasti.
Literatura:
D. Gerlich, “Inhomogeneous Electrical Radio Frequency Fields: A Versatile Tool for the Study of Processes with Slow Ions”, Adv. Chem. Phys. Ser., LXXXII, J. Wiley & Sons (1992).
P. L. DeVries, “A First Course in Computational Physics”, J. Wiley & Sons (1994).
W. Śmigaj, S. Arridge, T. Betcke, J. Phillips, M. Schweiger, “Solving Boundary Integral Problems with BEM++”, ACM Trans. Math. Software 41, pp. 6:1–6:40 (2015).
Publikace v odborných časopisech a další literatura po dohodě s vedoucím.