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基于H方程對(duì)不同結(jié)構(gòu)高溫超導(dǎo)體的交流損耗仿真計(jì)算研究

發(fā)布時(shí)間:2024-06-14 00:53
  高溫超導(dǎo)復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型如堆疊、螺旋、電纜等與單根超導(dǎo)線材相比,由于其有著結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì),使其在結(jié)構(gòu)上具有較高的靈活性且擁有較大載流密度等優(yōu)點(diǎn),使得不同結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)線材在醫(yī)療、軍事等等領(lǐng)域中均有很大的發(fā)展前景。但是高溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)部分形狀為橢圓形或矩形,導(dǎo)致其在通電時(shí)產(chǎn)生的垂直磁場(chǎng)始終無法有效降低。本文運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行數(shù)值模擬及仿真計(jì)算,通過與相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,更加全面地對(duì)各種超導(dǎo)線材及其復(fù)雜結(jié)構(gòu)的交流損耗等特性進(jìn)行了研究和分析。各種仿真軟件及運(yùn)算技術(shù)隨著不斷發(fā)展已經(jīng)逐漸趨于成熟,目前為止較為簡(jiǎn)單的超導(dǎo)材料結(jié)構(gòu)的仿真技術(shù)目前已經(jīng)較為透徹,而有限元分析法、場(chǎng)-路耦合小系統(tǒng)分析法以及電力系統(tǒng)分析法則作為當(dāng)前在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)最為常用的三種數(shù)值仿真計(jì)算方法。本文將基于多物理場(chǎng)建模的高級(jí)數(shù)值仿真軟件COMSOL Multiphysics,首先以單根超導(dǎo)線材為基礎(chǔ),對(duì)傳統(tǒng)二維有限元仿真模型進(jìn)行優(yōu)化后,基于H方程搭建二代高溫超導(dǎo)線材堆疊結(jié)構(gòu)的有限元仿真模型,并通過將二維H方程擴(kuò)維成三維H方程后,在進(jìn)行一系列的幾何模型優(yōu)化以及網(wǎng)格優(yōu)化后,建立方形線三維有限元仿真模型,并將三維模型與二維模型的仿真計(jì)算結(jié)果...

【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖3}交流損耗測(cè)量原理圖

圖3}交流損耗測(cè)量原理圖

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圖3-7超導(dǎo)線材堆疊結(jié)構(gòu)交流損耗特性??

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圖3-8交流損耗仿真計(jì)算結(jié)果比較圖??Fig.3-8?AC?loss?simulation?calculation?result?comparison?chart??

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Fig.3-8?AC?loss?simulation?calculation?result?comparison?chart??為了探宄高溫超導(dǎo)線材堆疊后交流損耗特性的變化,將三種線材的仿真??計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了歸一化處理,并整合為圖3-8。從圖中可以看到隨著線材的??堆疊數(shù)的增加,....


圖3-10方形線三維有限元仿真結(jié)構(gòu)及建模幾何圖??Fig.3-10?The?structure?and?3D?mode]?geometry?of?square?wire??

圖3-10方形線三維有限元仿真結(jié)構(gòu)及建模幾何圖??Fig.3-10?The?structure?and?3D?mode]?geometry?of?square?wire??

三維仿真中的求解器的設(shè)置同樣與二維仿真不同,由于有限元的數(shù)量與??二維仿真不是一個(gè)量級(jí),因此為了使仿真計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠,必須要對(duì)相對(duì)??容差以及絕對(duì)容差進(jìn)行調(diào)試,以求而結(jié)果的準(zhǔn)確。計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確很大一??部分取決于求解收斂步。經(jīng)過試驗(yàn),將步長(zhǎng)設(shè)置為l〇_6s與10\耗時(shí)相差并?....



本文編號(hào):3993901

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