A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
BEM-Based Magnetic Field Reconstruction by Ensemble Kálmán Filtering (2023)

Liebsch, M., Russenschuck, S., & Kurz, S. (2023). BEM-Based Magnetic Field Reconstruction by Ensemble Kálmán Filtering. Computational Methods in Applied Mathematics, 23(2), 405-424. https://doi.org/10.1515/cmam-2022-0121

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Liebsch, Melvin; Russenschuck, Stephan; Kurz, Stefan

Lehti tai sarja: Computational Methods in Applied Mathematics

ISSN: 1609-4840

eISSN: 1609-9389

Julkaisuvuosi: 2023

Ilmestymispäivä: 15.12.2022

Volyymi: 23

Lehden numero: 2

Artikkelin sivunumerot: 405-424

Kustantaja: Walter de Gruyter GmbH

Julkaisumaa: Saksa

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1515/cmam-2022-0121

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/84639

Tiivistelmä

Magnetic fields generated by normal or superconducting electromagnets are used to guide and focus particle beams in storage rings, synchrotron light sources, mass spectrometers, and beamlines for radiotherapy. The accurate determination of the magnetic field by measurement is critical for the prediction of the particle beam trajectory and hence the design of the accelerator complex. In this context, state-of-the-art numerical field computation makes use of boundary-element methods (BEM) to express the magnetic field. This enables the accurate computation of higher-order partial derivatives and local expansions of magnetic potentials used in efficient numerical codes for particle tracking. In this paper, we present an approach to infer the boundary data of an indirect BEM formulation from magnetic field measurements by ensemble Kálmán filtering. In this way, measurement uncertainties can be propagated to the boundary data, magnetic field and potentials, and to the beam related quantities derived from particle tracking. We provide results obtained from real measurement data of a curved dipole magnet using a Hall probe mapper system.

YSO-asiasanat: bayesilainen menetelmä; magneettikentät; mittauslaitteet; mittaus; fysiikka

Vapaat asiasanat: boundary element methods; particle accelerator magnets; bayesian inference; data assimilation; magnetic measurements

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2022

JUFO-taso: 1