Miniworkshop 'Computational Electromagnetics' - Mehrgitterlöser zur Verfolgung von Elektronenstrahlen in Linearcollidern

Dr.in Gisela Pöplau

March 6, 2001, 1:45 p.m. T 711

Die Simulation der Bewegung eines Teilchenstrahls (Tracking) in einem Linearcollider erfordert die Lösung der relativistischen Bewegungsgleichung für eine große Anzahl von Zeitschritten (~ 1000). Zu Beginn der Beschleunigung müssen zusätzlich noch die Raumladungseffekte, die durch die Teilchen verursacht werden, berücksichtigt werden. Dazu ist es in jedem Zeitschritt notwendig, die Poisson-Gleichung zu lösen. Da für eine gute Approximation des physikalischen Problems ein angepaßtes Gitter mit ~ 1 Million Punkten für die Diskretisierung erzeugt wird, sind schnelle und robuste Poisson-Löser erforderlich.

Mehrgitteralgorithmen gehören zu den effizientesten Poisson-Lösern. Es werden 2 Mehrgitteransätze untersucht: das geometrische Mehrgitterverfahren mit Semi-Vergröberung und die algebraische Mehrgittermethode nach Ruge und Stüben. Darüber hinaus wird der geometrische Mehrgitteralgorithmus als Vorkonditionierer für das konjugierte Gradientenverfahren getestet.

Inbesondere ist das Verhalten dieser Algorithmen über mehrere Zeitschritte ausschlaggebend für die Wahl eines geeigneten Lösungsverfahrens.

(gefördert durch DESY, Hamburg)