Published 2019 | Version v1
Journal article

Solving the Optimization Problem for Designing a Pulsed Cryogenic Cell

  • 1. Ob''edinennyj Institut Yadernykh Issledovanij, Dubna (Russian Federation)
  • 2. Institut ehkperimental'noj fiziki Slovatskoj akademii nauk, Koshitse (Slovakia)
  • 3. Erevanskij gosudarstvennyj universitet, Erevan (Armenia)

Description

The paper considers the problem of optimization of the heat source characteristics of the cryogenic cell - a multilayer cylindrical configuration of sandwich type, intended for pulse dosed injection of the working gaseous species into the ionization chamber of the multiply charged ion source. For solving the optimization problem, a hybrid MPI+OpenMP parallel computation algorithm based on the brute force method for finding the maximum of the integral proportional to the number of the evaporated gas molecules from the surface of the cell has been developed and implemented. The solving of the optimization problem for the particular configuration of cells using the supercomputer 'Govorun' has demonstrated the acceleration of calculations by tens and hundreds of times.

Availability note (English)

Available online: http://www1.jinr.ru/Pepan_letters/panl_2019_3/16_Ayriyan.pdf

Abstract (Russian)

В работе рассматривается решение задачи оптимизации характеристик теплового источника криогенной ячейки – многослойной цилиндрической конфигурации сэндвичного типа, предназначенной для импульсной дозированной инжекции рабочих веществ в ионизационную камеру источника многозарядных ионов. Для решения задачи оптимизации разработан и программно реализован гибридный MPI+OpenMP алгоритм параллельных вычислений, основанный на методе перебора для нахождения максимума интеграла, пропорционального количеству испаренных с поверхности ячейки молекул газа. Решение оптимизационной задачи для конкретной конфигурации ячейки на суперкомпьютере 'Говорун' продемонстрировало ускорение расчетов в десятки и сотни раз.

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Решение задачи оптимизации для проектирования импульсной криогенной ячейки

Publishing Information

Journal Title
Pis'ma v Zhurnal 'Fizika Ehlementarnykh Chastits i Atomnogo Yadra'
Journal Volume
16
Journal Issue
3/222
Journal Page Range
p. 277-290
ISSN
1814-5957

INIS

Country of Publication
Joint Institute for Nuclear Research (JINR)
Country of Input or Organization
Joint Institute for Nuclear Research (JINR)
INIS RN
51003284
Subject category
S97: MATHEMATICAL METHODS AND COMPUTING; S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
Descriptors DEI
CALCULATION METHODS; CRYOGENICS; CYLINDRICAL CONFIGURATION; ION SOURCES; IONIZATION CHAMBERS; OPTIMIZATION; PULSES; SUPERCOMPUTERS
Descriptors DEC
COMPUTERS; CONFIGURATION; DIGITAL COMPUTERS; MEASURING INSTRUMENTS; RADIATION DETECTORS

Optional Information

Notes
18 refs., 7 figs.