The OPAL Discussion Forum

[wangchuan02513 <wangchuan02513 AT 163.com>]

Hi, Frederic,

A factor of 1e-12 should be in somewhere in your tmpl file or data file.

But it's correct to just set 0.1 in your data file.

Best regards

Chuan

At 2011-09-02 20:04:26,"frederic.le.pimpec" <frederic.le.pimpec AT psi.ch> wrote:
>Hi Chuan,
>
>The simulation is queuing since 11 am this morning.
>In the .data file
>QBUNCH     	0.1     # Bunch charge [pC]
>
>before hand it was 200.
>After QB will certainly deal with the number of QBUNCH .
>
>So now I am expecting to see variation in the FE over 900 steps, 900 deg 
>of RF S band phase.
>
>bests
>Frederic 	
>
>wangchuan02513 wrote:
>> 
>> 
>> Hi, Frederic,
>> Yes you can try Npart = 50 but no less, which as far as I know it's OK. But the unit of QB is C not pC, so QB=1e-13 will not scare people:-)
>> Enjoy!
>> Best regards
>> Chuan
>> 
>> 
>> 
>> 
>> 
>> At 2011-09-02 16:41:17,"frederic.le.pimpec" <frederic.le.pimpec AT psi.ch> wrote:
>>> Dear Chuan,
>>>
>>> OK I understand about the emission time. I indeed looked at this 1e-14 s 
>>> and i was wondering what it was since i specified 1e-12, which becomes 
>>> correct after a while.
>>>
>>> So Can I set Npart to 50 ?
>>> This is small enough, and i don't care about the normal bunch. I am 
>>> solely interested in how the dark current appears and get multiplied.
>>> I can also set the bunch to 0.1pC in the data or tmpl file. I never 
>>> remember.
>>> Qinitial = Qi= 4e-14 [C] = QB(0.1)/Npart(54)
>>> It should be OK with the simulation ? no cluster crashing ?
>>>
>>> bests
>>> Frederic
>>>
>>> wangchuan02513 wrote:
>>>> Dear, Frederic, Sorry for the late reply. Basically,  Qinitial = Qi=
>>>> 0.002e-12 [C] = QB/Npart, where, QB [C] and Npart are defined in your .in
>>>> file. Currently, Npart can not be set to zero, there are two reasons
>>>> (at least these two are good enough:-）
>>>>
>>>>
>>>> One is OPAL need to know the charge, particle type, etc before run FE
>>>> model, so I adopted the old way to initialize the initial electron
>>>> particle bunch for tracking ( Although I've provided another way to
>>>> initialize particle bunch for cyclotron cavity multipacting
>>>> simulation which do not involve initial electron bunch). Please don't
>>>> set Npart to zero in FE simulation, this may crash the cluster.
>>>>
>>>>
>>>> Second is we can use the initial bunch as a time/position reference
>>>> during visualization for the dark current particles. In your case, I
>>>> think you can simply subtract the number of initial bunch
>>>> (Npart=5000), if the initial bunch will not hit the surface of the
>>>> cavity, then you can get the number of dark current particles in each
>>>> time step. Best regards Chuan
>>>>
>>>>
>>>>
>>>>
>>>>
>>>> At 2011-08-31 17:41:33,"frederic.le.pimpec"
>>>> <frederic.le.pimpec AT psi.ch> wrote:
>>>>> Dear Chuan,
>>>>>
>>>>> The png file which was sent yesterday shows : top plot, the total
>>>>> number of particles at each time step and bottom plot the
>>>>> difference between 2 systematic input from the PartStatistics.dat 
>>>>> after extracting in the oxxx file for example step 666 OPAL {0}> *
>>>>> NP= 31665 Qtot= 4.19804 [nC]  Qi= 4e-14 [C] This matches the number
>>>>> in PartStatistics.datat the same step.
>>>>>
>>>>> The png file sent Partcl_Stat02.png, shows the number of emitted 
>>>>> particle at every step extracted from the 0xxx file. This is very 
>>>>> similar to what i sent yesterday from the PartStatistics.dat
>>>>>
>>>>> So the Qinitial (Qi= 4e-14 [C]) is set by default in the .in file ?
>>>>>  this is in the data file or in the tmpl file ? I did not find it
>>>>> in the .in file
>>>>>
>>>>> OK for the Npart. In fact since i have no initial bunch then i
>>>>> should not care Npart should be set to zero ? I only care about
>>>>> electrons emitted above threshold !
>>>>>
>>>>> About FN and the unsymmetrical surface mesh. I perfectly agree with
>>>>> you "this unsymmetry should be small as the mesh is usually fine."
>>>>>
>>>>> Bests Frederic
>>>>>
>>>>> wangchuan02513 wrote:
>>>>>> Hi, Frederic, First, could you find the PartStatistics.dat file
>>>>>> in: your_simulation_directory/data/ ? Please have a quick look at
>>>>>> the last column of the PartStatistics.dat which contains the
>>>>>> number of physical particles in each time step, to see if the
>>>>>> number of physical particles is the same with the simulation
>>>>>> particle number data extracted from the .0xxx files.
>>>>>>
>>>>>> Then please also send me the input file, i.e., the .in file you
>>>>>> use as well as the PartStatistics.dat file and .0xxx files
>>>>>> generated by the OPAL output. So I can better understand the
>>>>>> result you got.
>>>>>>
>>>>>> And, the Npart you defined in the .in file is the particle number
>>>>>> of primary bunch, which only matters to the initial charge of
>>>>>> each simulation particles in FE based simulation. As the time
>>>>>> step goes by, there will be more more paritcles emitted by the FE
>>>>>> model.
>>>>>>
>>>>>> The Qreal I mentioned in the previous email can be different for 
>>>>>> every field emitted particles, because each field emitted
>>>>>> particle, namely particle i, which have charge Qreal_i, may
>>>>>> represent many more particles which have the same charge Qinitial
>>>>>> as the charge of particles in initial bunch (like the initial
>>>>>> bunch you have defined in beam1in your .in file).
>>>>>>
>>>>>> As the Fowler-Nordheim formular only compute the current density,
>>>>>> so we have to multiply the triangle area as well as the time step
>>>>>> size to get the emitted charge per time step. So the unsymmetry
>>>>>> of the surface mesh (the triangle area) could cause the
>>>>>> unsymmetry of the emitted particle number. But this unsymmetry
>>>>>> should be small as the mesh is usually fine.
>>>>>>
>>>>>> Best regards Chuan
>>>>>>
>>>>>>
>>>>>>
>>>>>> At 2011-08-30 22:19:09,"frederic.le.pimpec" 
>>>>>> <frederic.le.pimpec AT psi.ch> wrote:
>>>>>>> Hi Chuan,
>>>>>>>
>>>>>>> so if you see attach what gives (extracted) the .0xxx files it
>>>>>>> is emitting always at the beginning the same number of
>>>>>>> particles. My RF phase change every ps in S band so 1 deg
>>>>>>> phase. The particle emission should look like what is going on
>>>>>>> between 600 and 700. which is already after a full period.
>>>>>>>
>>>>>>> when below threshold I should indeed have 0 emission particles.
>>>>>>>  This is correct.
>>>>>>>
>>>>>>> Hence my question about the injection phase of the RF. It seems
>>>>>>>  that for the 1st (360 steps) period I do not emit properly.
>>>>>>>
>>>>>>> Also in my ctf3...data file I have defined NPART      	5000 	# 
>>>>>>> Number of simulation particles
>>>>>>>
>>>>>>> at the end I endup with more than 50 000 !
>>>>>>>
>>>>>>> in the .in file beam1: BEAM, PARTICLE=ELECTRON, pc=P0,
>>>>>>> NPART=5000, BFREQ=BFREQ, BCURRENT=BCURRENT, CHARGE=-1;
>>>>>>>
>>>>>>> and what is Qreal = Qinitial*Nn/M
>>>>>>>
>>>>>>> at t=0 Qinitial=0, at t=t0 is my Q initial the  Q at =t0-1step
>>>>>>> ? bounded to 1 otherwise Q =0
>>>>>>>
>>>>>>> I understand that M is the maximum number allowed per triangle.
>>>>>>> How do you check that an iris in a structure when the field is
>>>>>>> above threshold emitt the particles ? And all triangles mapping
>>>>>>> the edge of the iris should emit homogeneously. They all should
>>>>>>> emit the same way because I have a field cylindrical symmetric
>>>>>>> around the Z axis of the machine !
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>> So I am a bit lost ! like my particles.
>>>>>>>
>>>>>>> bests and thanks Frederic
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>> wangchuan02513 wrote:
>>>>>>>> Hi, Frederic, So the particle number you use in the .oxxx
>>>>>>>> file is the number of simulation particles, which may have
>>>>>>>> different charge for each particle and is not the number of
>>>>>>>> physical particles which you might be interested in. Please
>>>>>>>> try PartStatistics.dat in YOUR_SIMULATION_DIRECTORY/data/ or 
>>>>>>>> YOUR_SIMULATION_DIRECTORY/vtk/ (if you use older version of
>>>>>>>> OPAL) and the last column gives the correct number of
>>>>>>>> physical pariticles. Best regards Chuan
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> At 2011-08-30 19:43:42,"Andreas Adelmann" 
>>>>>>>> <andreas.adelmann AT psi.ch> wrote:
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> On 30.08.2011, at 12:50, wangchuan02513 wrote:
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> Hi, Frederic First I'm happy someone other than Andreas and 
>>>>>>>> myself are interested in FE model in OPAL:-)
>>>>>>>>
>>>>>>>> First I have a question about the  .oxxx file, because as far
>>>>>>>> as I know, I didn't write any .oxxx file during the FE based 
>>>>>>>> simulation. Do you add this new feature in OPAL? If so,
>>>>>>>> please give me more information about the .oxxx file.
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> The .oxxx file is the std-out which appears in the output
>>>>>>>> file written by SGE.
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> Andreas
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> W.r.t you question, I would first introduce what the FE model
>>>>>>>> in OPAL exactly do, which may help you to find out what the
>>>>>>>> problem is. In the FE model in OPAL, 1. we traverse all the
>>>>>>>> surface triangles in each time step, read and compute the
>>>>>>>> Efields normal to the triangles, compare the Efields with a
>>>>>>>> threshold defined by user in input file. 2. If
>>>>>>>> Ffield<threshold, skip following algorithms and see the next
>>>>>>>> triangle. 3. If Ffield>=threshold, compute the emission
>>>>>>>> current density J according to Fowler-Nordheim formular. Then
>>>>>>>> compute the nominal emitted particle number Nn. As the field
>>>>>>>> emission process is a quantum process which may generate so
>>>>>>>> many particles that beyond the memory limit of a cluster, so
>>>>>>>> we scale the real emission particle number Nr with a larger
>>>>>>>> charge Qreal = Qinitial*Nn/M, if Nn>M, where M is the allowed
>>>>>>>> maximum number of emitted particles per triangle per time
>>>>>>>> step. And in this case Nr=M. So probably, first you can try
>>>>>>>> to set the threshold=0, which will make OPAL go through the
>>>>>>>> full algorithms of FE model, then you should use tot 
>>>>>>>> charge/Qinitial instead of the number of simulation particle 
>>>>>>>> number in each time step. Hopefully these can help you, if
>>>>>>>> not, please let me know. Best regards Chuan
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>>
>>>>>>>> At 2011-08-29 23:59:36,"frederic.le.pimpec" 
>>>>>>>> <frederic.le.pimpec AT psi.ch> wrote:
>>>>>>>>> Dear Chuan,
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> I am wondering about the particle emission depending of the
>>>>>>>>> RF phase of the accelerating structure, case of an RF gun,
>>>>>>>>> 2 and a 1/2 cell, S band, meaning 1ps=1deg of rf phase.
>>>>>>>>> Pure Field emission (FE)
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> I have set in the ini file, 1000 steps. 1 ps = 1 step for
>>>>>>>>> every ps.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> The .oxxx file give the number of particle emitted per
>>>>>>>>> step. let say for at least the first 25 steps, the emission
>>>>>>>>> is constant and correspond to 27 particles. From the Field 
>>>>>>>>> emission model and the RF phase , the number should either 
>>>>>>>>> increase or decrease over 25 deg of RF phase.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Sometimes during the emission the number of particle
>>>>>>>>> emitted is identical to 22 and then jump at 400, then it
>>>>>>>>> decreases.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> So I am not really understanding the behaviour of the
>>>>>>>>> emission !
>>> -- 
>>> ---------------------------
>>> Dr Frederic Le Pimpec
>>> Paul Scherrer Institut
>>> WBBA 315
>>> 5232 Villigen
>>> Switzerland
>>> http://fel.web.psi.ch/
>>> Tel : +41 56 310 5130
>>> FAX : +41 56 310 4488
>>>
>> 
>> 
>> 
>
>-- 
>---------------------------
>Dr Frederic Le Pimpec
>Paul Scherrer Institut
>WBBA 315
>5232 Villigen
>Switzerland
>http://fel.web.psi.ch/
>Tel : +41 56 310 5130
>FAX : +41 56 310 4488
>
>_______________________________________________
>Opal mailing list
>Opal AT lists.psi.ch
>https://lists.web.psi.ch/mailman/listinfo/opal