基于H方程对不同结构高温超导体的交流损耗仿真计算研究

发布时间：2024-06-14 00:53

　　高温超导复杂结构模型如堆叠、螺旋、电缆等与单根超导线材相比,由于其有着结构上的优势,使其在结构上具有较高的灵活性且拥有较大载流密度等优点,使得不同结构的超导线材在医疗、军事等等领域中均有很大的发展前景。但是高温超导材料的超导部分形状为椭圆形或矩形,导致其在通电时产生的垂直磁场始终无法有效降低。本文运用仿真软件进行数值模拟及仿真计算,通过与相关实验结果进行对比,更加全面地对各种超导线材及其复杂结构的交流损耗等特性进行了研究和分析。各种仿真软件及运算技术随着不断发展已经逐渐趋于成熟,目前为止较为简单的超导材料结构的仿真技术目前已经较为透彻,而有限元分析法、场-路耦合小系统分析法以及电力系统分析法则作为当前在进行仿真计算时最为常用的三种数值仿真计算方法。本文将基于多物理场建模的高级数值仿真软件COMSOL Multiphysics,首先以单根超导线材为基础,对传统二维有限元仿真模型进行优化后,基于H方程搭建二代高温超导线材堆叠结构的有限元仿真模型,并通过将二维H方程扩维成三维H方程后,在进行一系列的几何模型优化以及网格优化后,建立方形线三维有限元仿真模型,并将三维模型与二维模型的仿真计算结果...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3}交流损耗测量原理图

Ｆｉｇ．?３－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＣ?ｌｏｓｓ?ｔｅｓｔ??．３实验与仿真结果分析??１０－２?Ｅ???Ｗｉｒｅｌ?，０．１６ｍｍ??Ｉｃ＝８０Ａ，１００Ｈｚ??＾，（＞３！??Ｉ?１０＾?ｒ?Ｚ?＾??Ｊ?＞０－５?ｒ?？??ｆ?？?Ｎｕｍｅ....

图３－７超导线材堆叠结构交流损耗特性??

「?信号獻器??图３－４交流损耗测量原理图??Ｆｉｇ．?３－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＣ?ｌｏｓｓ?ｔｅｓｔ??３．３．３实验与仿真结果分析??１０－２?Ｅ???Ｗｉｒｅｌ?，０．１６ｍｍ??Ｉｃ＝８０Ａ，１００Ｈｚ??＾，（＞３！??Ｉ?１０＾?ｒ....

图３－８交流损耗仿真计算结果比较图??Ｆｉｇ．３－８?ＡＣ?ｌｏｓｓ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｃｈａｒｔ??

Ｆｉｇ．３－８?ＡＣ?ｌｏｓｓ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｃｈａｒｔ??为了探宄高温超导线材堆叠后交流损耗特性的变化，将三种线材的仿真??计算结果进行了归一化处理，并整合为图３－８。从图中可以看到随着线材的??堆叠数的增加，....

图３－１０方形线三维有限元仿真结构及建模几何图??Ｆｉｇ．３－１０?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?３Ｄ?ｍｏｄｅ］?ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｏｆ?ｓｑｕａｒｅ?ｗｉｒｅ??

三维仿真中的求解器的设置同样与二维仿真不同，由于有限元的数量与??二维仿真不是一个量级，因此为了使仿真计算结果准确可靠，必须要对相对??容差以及绝对容差进行调试，以求而结果的准确。计算结果是否准确很大一??部分取决于求解收敛步。经过试验，将步长设置为ｌ〇＿６ｓ与１０＼耗时相差并?....

本文编号：3993901