高温超导磁悬浮系统的磁悬浮刚度特性分析

发布时间：2020-03-26 19:21

【摘要】：高温超导材料的发现激起了物理学界、数学界和工业界的广泛关注,其研究涉及材料的微观结构、半宏观电磁特性和宏观尺度的工程应用等方面。由于高温超导材料可以工作在液氮温区,具有较强的抗磁性和磁通钉扎性,可以构成自稳定的磁悬浮系统,从而大大促进了高温超导磁悬浮系统研究的发展。目前,围绕该高温超导磁悬浮系统的应用主要包括:高温超导磁悬浮轴承、飞轮储能、无源自由振动平台、陀螺仪和磁悬浮列车等。而研究这些系统的核心问题可以归结为高温超导体与永磁体之间的磁相互作用。本文基于永磁导轨与高温超导材料组成的磁悬浮系统分析其磁悬浮刚度特性,目的在于揭露磁刚度的规律,为基于永磁导轨的高温超导磁悬浮应用提供实验数据和理论分析参考。本文首先通过实验研究的方式系统研究了高温超导磁悬浮系统的磁刚度特性。通过改变相互作用的空间位置、相互作用的时间变量,获得与空间和时间相应的电磁特性参数。受当前实验设备的限制,无法在更大的范围研究准静态条件下的磁刚度特性,所以借助数值分析的方法,通过计算机编制程序模拟相关电磁特性行为。为了兼顾算法的效率和通用性,本文引入矩量法分析局部超导体单元的电磁特性,而全局单元采用有限元法综合处理。考虑到数据的前后处理问题,本文采用面向对象的方式编写相关程序代码,中间调用矩量法求解模块解决算法速度和收敛性问题。由于计算程序采用模块化的设计思路,很容易考虑各种导电媒质方程,如临界态模型、磁通蠕动和磁通流动模型以及Power-law模型等等。最后本文根据编制的程序代码分析了各种参数对磁刚度特性的影响,由于数值分析参数来源于理论计算和实验结果的比对,数值分析的结果具有一定的参考价值。
【图文】：

高温超导,磁悬浮,世界,磁悬浮技术

技研究发展计划(863计划)的支持下，研制成功世界上首辆载人高温超导磁悬浮实验车侧，25，，34一!。该车的研制成功使得高温超导磁悬浮技术在交通运输领域的应用进程大大加快(图1.3)。随后俄罗斯、德国、日本和巴西等国的研究小

示意图,二维有限元,网格划分,示例

{{{:...4e·{州平平互互_象—未公一一上{{{图.52二维几何模型示例网格生成算法主要有映射法、基于栅格法、拓扑分解解法等五种。本文主要基于节点连接法来生成相关网步骤:节点生成和单元生成。首先在区域内生成一定eluanay三角剖分算法连接成有限单元。Deluanay三角:最大最小角特性和空外接圆特性。其中最大最小角长薄单元;而空外接圆特性使得每个三角形单元的外5.3给出了Deluanay有限元网格划分的示意图。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH133.3

【相似文献】