利用计算流体动力学对ATLAS内部追踪器干氮冲刷方案热流特性进行表征
仪器与探测器
2026-05-12 v1 高能物理 - 实验
加速器物理
摘要
大型强子对撞机(CERN)计划进行的高亮度升级旨在将瞬时亮度峰值提升至约7.5×10³⁴ cm⁻²s⁻¹。为满足此次升级的挑战，ATLAS探测器将进行大规模重新设计。本文聚焦于利用计算流体动力学技术对热流进行表征，以建模ATLAS内部追踪器通用环境监控和中断系统中干氮冲刷方案的运行情况，作为升级进程的一部分。技术设计报告考虑到在故障情况下，双相CO₂冷却剂温度可能降至最低-55℃。因此，为防止冷凝损坏探测器电子部件，ITk体积内最高相对湿度的规范等价于露点温度在或低于-60℃。该设计考虑到对湿度监测以检测此类事件的 onset，以及干氮冲刷以去除水分。因此，了解因大气空气渗入(因泄漏或因超压导致的出口渗入)所产生的各种操作和故障条件的所有后果至关重要。本研究中呈现的计算流体动力学模型用于提供对各种运行和故障条件的定量和定性见解，以信息化工程设计变更，以优化冲刷方案，确保ITk保持干燥且符合可接受露点范围的设计规范。
关键词
引用
@article{arxiv.2605.08331,
title = {Characterisation of the Thermoflow due to the Dry Nitrogen Flushing Scheme in the ATLAS Inner Tracker using Computational Fluid Dynamics},
author = {Muaaz Bhamjee and Matthew Connell and Simon Connell and Emmanuel Igumbor and Lerothodi Leeuw and Pedro Mafa and Marco Oriunno and Marcel Vreeswijk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.08331},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 19 figures