Skip to content

Commit

Permalink
Reduced the number of slides
Browse files Browse the repository at this point in the history
  • Loading branch information
fuodorov committed Apr 16, 2024
1 parent 725dd11 commit 432e602
Show file tree
Hide file tree
Showing 11 changed files with 51 additions and 77 deletions.
10 changes: 2 additions & 8 deletions issc.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -20,13 +20,11 @@
\titlepage
\end{frame}

\part{Введение}
\input{src/slides/goals}
\input{src/slides/relevance}
\input{src/slides/goals}

\part{KENV}
\input{src/slides/kenv/overview}
\input{src/slides/kenv/goals}
\input{src/slides/kenv/envelope_equations}
\input{src/slides/kenv/simulation}
\input{src/slides/genetic_algorithms/introduction}
Expand All @@ -35,17 +33,13 @@
\input{src/slides/kenv/conclusion}

\part{REDPIC}
\input{src/slides/redpic/goals}
\input{src/slides/redpic/pic_method}
\input{src/slides/redpic/overview}
\input{src/slides/redpic/red_scheme}
\input{src/slides/redpic/performance}
\input{src/slides/redpic/simulation}
\input{src/slides/redpic/conclusion}

\part{Заключение}
\input{src/slides/achievements}
\input{src/slides/contribution}
\input{src/slides/perspectives}
\input{src/slides/thanks}

\backupbegin
Expand Down
4 changes: 3 additions & 1 deletion src/slides/achievements.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,9 +1,11 @@
\section{Основные достижения}
\section*{Заключение и основные достижения}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Разработка и исследование программного комплекса, включающего KENV и REDPIC, для моделирования динамики частиц.
\item Реализация модели на основе уравнений огибающей в KENV для эффективного расчета динамики эллиптического пучка.
\item Применение кинетического подхода в REDPIC для детального анализа коллективных взаимодействий и структуры распределения частиц.
\item Возможности для оптимизации параметров ускорительных комплексов и разработки новых методик управления пучками.
\item Внедрение полученных результатов в практические аспекты проектирования и эксплуатации ускорительных комплексов.
\end{itemize}
\end{frame}
2 changes: 1 addition & 1 deletion src/slides/goals.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,4 +1,4 @@
\section{Цели и задачи}
\section*{Цели и задачи}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
Expand Down
19 changes: 7 additions & 12 deletions src/slides/kenv/conclusion.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -2,18 +2,13 @@ \section{Итоги}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Разработан KENV - инструмент на основе уравнения Капчинского-Владимирского.
\item Разработан KENV "--- инструмент на основе уравнения Капчинского-Владимирского.
\item Достигнуто хорошее совпадение с PIC кодом ASTRA и программой UltraSAM.
\item С помощью KENV и генетического алгоритма восстановлена огибающая электронного пучка.
\item Достигнуто хорошее совпадение с PIC кодом ASTRA и программой UltraSAM в 15-метровом ускорительном тракте.
\item Высокая скорость расчетов KENV позволила создать интерактивный интерфейс для настройки ускорителей в реальном времени.
\item Высокая скорость расчетов KENV позволила создать GUI для настройки ускорителей в реальном времени.
\item KENV оформлен как python-библиотека и доступен на Github\footnote[1]{https://github.com/fuodorov/kenv}.
\item Программа зарегистрирована и внесена в Реестр программ для ЭВМ (№~2024611244).
\item Результаты обсуждены в диссертации Никифорова~Д.~А.
опубликованы в научной статье\footnote[2]{http://dx.doi.org/10.1134/S1547477120020156}.
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item KENV оформлен как python-библиотека и доступен на Github\footnote[1]{https://github.com/fuodorov/kenv}.
\item Программа зарегистрирована и внесена в Реестр программ для ЭВМ (№~2024611244).
\item Результаты обсуждены в диссертации Никифорова~Д.~А. и опубликованы в научной статье\footnote[2]{http://dx.doi.org/10.1134/S1547477120020156}.
\end{itemize}
\end{frame}
10 changes: 4 additions & 6 deletions src/slides/kenv/envelope_equations.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,13 +1,11 @@
\section{Уравнения огибающей для пучка}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
Движение аксиально-симметричного пучка в соленоидах описывается уравнением:
Движение круглого пучка в соленоидах описывается уравнением:
\[r'' + \frac{1}{\beta^2\gamma} \gamma' r' + \frac{1}{2\beta^2\gamma}\gamma''r + k_sr - \frac{P}{r} - \frac{\epsilon^2}{r^3} = 0.\]
где $k_s$ - жесткость соленоидальных линз. Рассматривается круглый пучок с радиусом $r$ и равномерным распределением заряда.
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
где $k_s$ - жесткость соленоидальных линз.
Рассматривается круглый пучок с радиусом $r$ и равномерным распределением заряда.
\bigbreak
Движение эллиптического пучка в квадруполях описывается системой уравнений:
\[ \begin{cases}
a'' + \frac{1}{\beta^2\gamma} \gamma' a' + \frac{1}{2\beta^2\gamma}\gamma''a + k_qa - \frac{2P}{(a+b)} - \frac{\epsilon_x^2}{a^3} = 0,
Expand Down
2 changes: 1 addition & 1 deletion src/slides/redpic/conclusion.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -2,7 +2,7 @@ \section{Итоги}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Разработан REDPIC - инструмент на основе релятивистской разностной схемы.
\item Разработан REDPIC "--- инструмент на основе релятивистской разностной схемы.
\item Достигнуто хорошее совпадение с KENV и PIC кодом ASTRA в 5-метровом ускорительном тракте.
\item REDPIC оформлен как python-библиотека и доступен на Github\footnote[1]{https://github.com/fuodorov/redpic}.
\item Программа зарегистрирована и внесена в Реестр программ для ЭВМ (№~2023688768).
Expand Down
6 changes: 6 additions & 0 deletions src/slides/redpic/overview.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,6 @@
\section{Обзор проблемы}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
В настоящее время макрочастичные коды, применяемые для расчетов линейных ускорителей в ИЯФ СО РАН, \textbf{разработаны за рубежом}.
Основная проблема заключается в том, что эти коды \textbf{не предоставляют возможности модификации} их исходного кода для более эффективного решения специфических задач расчета.
\end{frame}
13 changes: 3 additions & 10 deletions src/slides/redpic/performance.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,18 +1,11 @@
\section{Повышение производительности ПО}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Требования к производительности ПО растут.
\item Оптимизация через JIT-компиляцию и параллелизм.
\item Использование библиотеки Numba для Python.
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Значительное улучшение производительности при использовании JIT.
\item Дополнительное ускорение с параллелизмом на CPU для больших наборов данных.
\item Использование библиотеки Numba для Python.
\item Улучшение производительности при использовании JIT.
\item Ускорение с параллелизмом на CPU.
\end{itemize}
\begin{figure}
\centering
Expand Down
38 changes: 11 additions & 27 deletions src/slides/redpic/red_scheme.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -2,8 +2,11 @@ \section{Релятивистская разностная схема}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
В начальный момент времени $t$ задаются декартовы координаты $i-$ частицы ${r_{i}} = (x_i, y_i, z_i)$ ) и начальные импульсы ${p_{i}} = (p_{x_i}, p_{y_i}, p_{z_i})$.

Минимальный шаг по времени устанавливается $\delta t$.

Один цикл выполняется за временной интервал $2\delta t.$

Для удобства физические величины делаются безразмерными (с тильдой):
\[
\widetilde{{r_i}} = \frac{{r_i}}{c \delta t},
Expand All @@ -17,27 +20,16 @@ \section{Релятивистская разностная схема}
где $c$ - скорость света, $e$ и $m$ заряд и масса частицы соответственно.
\end{frame}

\begin{frame}[allowframebreaks]
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{enumerate}
\item Расчет электрических полей ${E_i}$ в точках, где находятся частицы.
\item Приращение импульса:
\[
{p_i} = {p_i} + 2\cdot{E_i},
\]
где коэффициент означает, что приращение импульса сделано за весь временной интервал $2\delta t.$
\item Новые скорости вычисляются по новым импульсам:
\[
{v_i} = \frac{{p_i}}{\gamma_i},
\]
\item Приращение импульса: ${p_i} = {p_i} + 2\cdot{E_i}$.
\item Вычисляются новые скорости: ${v_i} = \frac{{p_i}}{\gamma_i}$,
где $\gamma_i = \sqrt{1 + {p_i}^2}.$
\item По новым скоростям вычисляются новые координаты:
\[
{r_i} = {r_i} + 1\cdot{v_i},
\]
где коэффициент означает, что приращение координаты сделано за временной интервал $\delta t.$
\item Расчет магнитных полей ${H_i}$ в новых точках, где находятся частицы.
\item Вычисленные значения скорости (после вращения в магнитном поле):
\item Вычисляются новые координаты: ${r_i} = {r_i} + 1\cdot{v_i}.$
\item Расчет магнитных полей ${H_i}$ в точках, где находятся частицы.
\item Вычисляются значения скорости:

\[
b_1 = 1 - \frac{H_i^2}{\gamma_i},
Expand All @@ -49,15 +41,7 @@ \section{Релятивистская разностная схема}
\[
{v_i} = \frac{{v_i}b_1 + {f_i} + \frac{{H_i}}{\gamma_i}b_3}{b_2}.
\]
\item По новым скоростям вычисляются новые координаты:
\[
{r_i} = {r_i} + 1\cdot{v_i},
\]
где коэффициент означает, что приращение координаты сделано за временной интервал $\delta t.$
\item Новые импульсы вычисляются по новым скоростям:
\[
{p_i} = {v_i}\gamma_i.
\]
\item Вычисляются новые координаты: ${r_i} = {r_i} + 1\cdot{v_i}.$
\item Новые импульсы вычисляются по новым скоростям: ${p_i} = {v_i}\gamma_i.$
\end{enumerate}
Один цикл выполняется за временной интервал $2\delta t.$
\end{frame}
13 changes: 9 additions & 4 deletions src/slides/relevance.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,9 +1,14 @@
\section{Актуальность работы}
\section*{Актуальность работы}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
Разработка программного комплекса обусловлена необходимостью понимания процессов в сильноточных электронных и ионных пучках, что имеет ключевое значение для ускорительной техники и физики высоких энергий.
В Институте ядерной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН) в настоящее время реализуются крупные проекты, включающие линейные ускорители:
\begin{itemize}
\item \textbf{Применение}: Оптимизация параметров ускорительных комплексов и повышение эффективности исследований в области физики частиц.
\item \textbf{Инновации}: Использование алгоритмов машинного обучения для ускорения и улучшения процесса моделирования.
\item ЛИУ "--- Линейный Индукционный Ускоритель
\item СКИФ "--- Сибирский Кольцевой Источник Фотонов
\item КИСИ-2 "--- Курчатовский Источник Синхротронного Излучения
\item ТНК "--- Технологический Накопительный Комплекс
\end{itemize}

Разработка \textbf{собственного} программного комплекса в ИЯФ СО РАН обусловлена необходимостью точного расчета, а также понимания процессов в сильноточных электронных и ионных пучках.
Это имеет ключевое значение для создания и успешной эксплуатации линейных ускорителей.
\end{frame}
11 changes: 4 additions & 7 deletions src/slides/thanks.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,12 +1,9 @@
\section{Благодарности}
\section*{Благодарности}
\begin{frame}
\frametitle{\insertsection}
\begin{itemize}
\item Выражаю благодарность всем коллегам и научному руководителю Никифорову~Д.А. за поддержку и ценные советы в ходе работы над проектом.
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}
\centering
Спасибо за внимание!

\bigskip
Выражаю благодарность всем коллегам за поддержку и ценные советы в ходе работы над проектом.
\end{frame}

0 comments on commit 432e602

Please sign in to comment.