本文關(guān)鍵詞：Bi系高溫超導(dǎo)帶失超傳播特性的數(shù)值模擬

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【摘要】：伴隨著超導(dǎo)磁體在眾多現(xiàn)代高新技術(shù)裝置與工程中的大量應(yīng)用,磁體結(jié)構(gòu)的安全性越來越受到廣泛的關(guān)注。超導(dǎo)磁體系統(tǒng)和裝置的應(yīng)用是處于超低溫、大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)等復(fù)雜環(huán)境下,超導(dǎo)結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)下的失超以及失超傳播特性直接關(guān)系到其健康、安全、穩(wěn)定運(yùn)行與評(píng)估。本文首先對(duì)超導(dǎo)材料與結(jié)構(gòu)失超問題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,基于熱傳導(dǎo)方程對(duì)絕熱條件下理想超導(dǎo)體的失超與傳播速度進(jìn)行了理論推導(dǎo),討論了HTS(高溫超導(dǎo)材料)與LTS(低溫超導(dǎo)材料)在失超機(jī)制和傳播速度上存在差異的原因。其次,利用熱電耦合模型,并考慮Bi-2223/Ag高溫超導(dǎo)復(fù)合帶材的熱學(xué)、電學(xué)參數(shù)與溫度的非線性依賴關(guān)系,開展了其在局部熱誘發(fā)下的失超有限元模擬研究。獲得了超導(dǎo)帶材失超過程中的溫度時(shí)間、空間分布,并討論了傳輸電流、觸發(fā)溫度、工作溫度等因素對(duì)超導(dǎo)體失超傳播特性的影響。最后,通過將應(yīng)變對(duì)臨界電流的影響引入對(duì)高溫超導(dǎo)帶材Bi-2223/Ag失超分析中,建立了熱-電-彈耦合模型,采用有限元數(shù)值方法模擬了超導(dǎo)復(fù)合帶材的失超過程,得到了應(yīng)變等參量隨時(shí)間的變化曲線以及空間分布特征等,進(jìn)一步分析討論了應(yīng)變等對(duì)失超傳播過程與傳播速度的影響。本文的研究以及結(jié)果可望對(duì)超導(dǎo)材料與磁體的設(shè)計(jì)和制造、超導(dǎo)體穩(wěn)定性研究以及磁體裝置的失超保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等具有一定指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導(dǎo)材料 失超傳播 失超傳播速度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM26
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 超導(dǎo)體的臨界參數(shù)9-10
• 1.3 超導(dǎo)體失超概述10-11
• 1.4 失超問題的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.4.1 實(shí)驗(yàn)方面研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4.2 數(shù)值模擬方面研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4.3 力學(xué)響應(yīng)與臨界電流的關(guān)系14-15
• 1.5 本論文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第二章 超導(dǎo)材料失超特征的理論研究16-22
• 2.1 理想超導(dǎo)體失超傳播速度的推導(dǎo)16-20
• 2.2 HTS和LTS失超特征的差異20-22
• 第三章 高溫超導(dǎo)帶失超傳播的熱電耦合數(shù)值仿真22-37
• 3.1 有限元方法22-24
• 3.1.1 有限元方法概述22-23
• 3.1.2 熱-電耦合模型23-24
• 3.2 失超的仿真過程24-26
• 3.3 材料參數(shù)與溫度的依賴性26-30
• 3.3.1 材料的電阻26-27
• 3.3.2 材料的熱導(dǎo)率27-28
• 3.3.3 材料的比熱28-29
• 3.3.4 材料的熱膨脹系數(shù)29-30
• 3.4 HTS失超的仿真結(jié)果30-36
• 3.4.1 HTS失超溫度隨時(shí)間、空間的分布特征30-31
• 3.4.2 載流與失超傳播速度之間關(guān)系31-33
• 3.4.3 環(huán)境溫度與失超傳播速度的關(guān)系33-34
• 3.4.4 初始觸發(fā)溫度與失超傳播速度的關(guān)系34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 高溫超導(dǎo)帶失超傳播的熱電彈耦合數(shù)值仿真37-46
• 4.1 力學(xué)變形對(duì)超導(dǎo)失超的影響37-38
• 4.2 熱-電-彈耦合模型38-40
• 4.3 HTS失超的仿真結(jié)果40-45
• 4.3.1 HTS失超應(yīng)變隨時(shí)間、空間的分布規(guī)律41-42
• 4.3.2 基于應(yīng)變計(jì)算失超傳播速度42-44
• 4.3.3 應(yīng)變與失超傳播速度的關(guān)系44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第五章 總結(jié)和展望46-48
• 5.1 主要結(jié)論46
• 5.2 研究展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 致謝53

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 張興義;高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)在不同條件下的電磁力實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州大學(xué);2008年

2 王知人;桿與板的磁彈性屈曲分岔和混沌分析[D];燕山大學(xué);2006年

3 高志文;高溫超導(dǎo)塊材在電磁力作用下的斷裂特性理論研究[D];蘭州大學(xué);2008年

4 楊陽(yáng);板殼的磁彈性與流體彈性問題的混沌運(yùn)動(dòng)分析[D];燕山大學(xué);2010年

5 曾軍;高溫超導(dǎo)體斷裂及磁致伸縮特性理論研究[D];蘭州大學(xué);2012年

6 關(guān)明智;低溫超導(dǎo)磁體復(fù)雜環(huán)境下的力磁行為實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州大學(xué);2012年

7 李海濤;基于超導(dǎo)儲(chǔ)能脈沖變壓器的脈沖電源模式研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：729441