Введение
Разработка дипломного проекта осуществляется в рамках сотрудничества института теоретической и экспериментальной физики в Москве и центра исследования тяжелых ионов GSI, Германия.
В центре исследования тяжелых ионов в Германии проводятся работы по проектированию нового ускорительного комплекса – FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) [3].
Комплекс FAIR состоит из тщательно спроектированной компоновки связанных между собой аппаратов для ускорения и накопления пучков частиц высокого качества, а также для получения новых частиц, рождающихся при бомбардировке мишеней первичными пучками. Эти ускорители оснащены современными детекторами и различными инструментами для измерения характеристик новых экзотических частиц, которые могут существовать только в течение короткого времени.
STS (Silicon Tracking System) – один из детекторов, входящих в состав эксперимента CBM (Compressed Baryonic Matter) ускорительного комплекса FAIR.
Кремниевая трековая система состоит из множества чувствительных сенсоров, объединенных в 8 чувствительных плоскостей.
Основная задача трековой системы заключается в отслеживании путей частиц, образовавшихся в ускорителе в результате столкновения пучков протонов. Планируется включить в состав STS 8 станций-детекторов, которые нужно разместить в условиях ограниченного пространства внутри дипольного магнита вместе с газовой системой охлаждения сенсоров, жидкостной или испарительной системой охлаждения для электроники и узлами, занимающимися мониторингом, управлением и передачей данных.
Физики занимаются разработкой и испытаниями отдельных узлов STS, при этом компоновка станций из сенсоров не известна, и будет утверждена на более позднем этапе проектирования. Возникла задача создания гибкой CAD модели установки детектора. Нами была предложена и впоследсвии реализована идея создания программы, которая будет строить параметризованную модель STS. Также нами была предложена методика комплексного анализа разных технических и компоновочных решений установки детектора.
В конструкторской части рассматривается разрабатываемый в рамках дипломного проекта программный комплекс, который будет использоваться для построения параметризованной модели кремниевой трековой системы, которая будет служить для визуализации модели детектора и обнаружения компоновочных проблем. Также программный комплекс будет использоваться для минимизации числа используемых в модели кабелей, что приведет к снижению затрат на изготовление литографических масок и повысит взаимозаменяемость используемых кабелей.
Полученная гибкая CAD модель установки детектора представляет собой исходную информацию для проведения пространственного анализа модели, обнаружения компоновочных проблем, исследования других вариантов решения проблем. По результатам проведенного пространственного анализа в модель добавляется система проверок, которая предназначена для отслеживания выполнения условий и оповещения пользователя в случае обнаружения несоответствий.
В конструкторской части исследуются возможные программные средства для организации, систематизации и хранения информации об STS. В рамках выполнения дипломного проекта планируется реализовать базу данных, в которую будет вноситься информация о возможных вариантах решения возникающих компоновочных проблем, достоинства и недостатки разных технических и компоновочных решений, а также связи и зависимости между различными решениями. Также планируется исследовать возможности Xmind для организации ассоциативных карт с целью систематизации и визуализации имеющейся информации об STS.
В научно-исследовательской части дипломного проекта приводятся и сравниваются эвристические алгоритмы рационального разбиения длин кабелей на группы.
Технологическая часть содержит краткий обзор применяемых технологий и программных продуктов, а также основные средства модуля Knowledgeware САПР CATIA V5, используемые для организации построения параметризованной модели установки детектора и организации системы проверок.
|
