Детальная информация

Данная работа посвящена исследованию распределения поля в осесимметричной ионной ловушке и анализу траектории частиц в ней. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Построение компьютерной модели осесимметричной ионной ловушки. 2. Анализ распределения потенциалов в 2D,3D и осесимметричной модели. 3. Построение траекторий заряженных частиц в 3D модели электростатической ионной ловушки. 4. Сравнительный анализ полученных аналитических траекторий частиц с теорией. Работа проведена аналитически. Были проанализированы литературные источники, рассматривающие особенности распределения потенциала в осесимметричной ионной ловушке и движения заряженных частиц. Анализ проводился методом математического моделирования с помощью программного обеспечения COMSOL MULTIPHYSICS, предусматривающего возможность решения систем дифференциальных уравнений методом конечных элементов, а также возможность графического отображения результатов. В результате были сделаны компьютерные модели для различных систем координат, позволяющие оценить распределения потенциалов в них. Также для 3D модели была осуществлена трассировка частиц с различными начальными параметрами и их сравнительный анализ. Приведены способы повышения точности расчетов. На основании проведенных исследований сделаны выводы об дальнейшем использовании программного обеспечения COMSOL MULTIPHYSICS для моделирования различных задач масс-спектрометрии.

This work is devoted to the study of the field distribution in an axisymmetric ion trap and the analysis of the particle trajectory in it Tasks that were solved during the study: 1. Construction of a computer model of an axisymmetric ion trap. 2. Analysis of the distribution of potentials in 2D, 3D and axisymmetric models. 3. Construction of trajectories of charged particles in a 3D model of an elec-trostatic ion trap. 4. A comparative analysis of the obtained analytical particle trajectories with theory. The work was carried out analytically. Literature sources were analyzed that examined the features of the potential distribution in an axisymmetric ion trap and the motion of charged particles. The analysis was carried out by mathematical modeling using COMSOL MULTIPHYSICS software, which provides the possibility of solving systems of differential equations by the finite element method, as well as the ability to graphically display the results. As a result, computer models were made for various coordinate systems, al-lowing one to estimate the potential distributions in them. Also, for the 3D mod-el, particles were traced with various initial parameters and their comparative analysis. Methods for increasing the accuracy of calculations are given. Based on the studies, conclusions are drawn about the further use of the COMSOL MULTIPHYSICS software for modeling various mass spectrometry problems.