高強磁場的大型磁體是許多高新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的核心與基礎(chǔ)裝置,在諸如材料科學(xué)、粒子物理、醫(yī)學(xué)成像、新能源、新交通等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用前景。高溫超導(dǎo)材料為25 T以上的高場超導(dǎo)磁體以及更高場強的混合磁體的實現(xiàn)提供了可能,而無絕緣線圈技術(shù)進一步提升了高溫超導(dǎo)線圈的熱穩(wěn)定性,為高溫超導(dǎo)磁體的失超保護難題提供了一種有效解決途徑。然而,混合磁體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,超導(dǎo)線圈的電磁學(xué)特性以及力學(xué)狀態(tài)由于內(nèi)、外線圈的相互影響也變得極為復(fù)雜,磁體結(jié)構(gòu)易發(fā)生較大變形甚至多場下的破壞,成為高場磁體設(shè)計、制備和運行中的重要基礎(chǔ)課題,需要精確力學(xué)分析以及多場角度下的綜合分析來提高混合磁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。圍繞在混合磁體真實工況下的內(nèi)插式高溫超導(dǎo)線圈的多場行為特征,以及力學(xué)問題,本文通過建立數(shù)值模型以及運用定量分析方法,開展了內(nèi)插式無絕緣高溫超導(dǎo)線圈運行環(huán)境下的多物理場耦合作用下的力學(xué)行為模擬研究。首先,通過混合磁體的電路和磁場分析以及無絕緣線圈的熱學(xué)及力學(xué)分析,我們建立起了內(nèi)插式無絕緣高溫超導(dǎo)線圈的電-磁-熱多場耦合及力學(xué)模型,為數(shù)值仿真研究提供了理論基礎(chǔ)。其次,忽略溫度場的影響,我們開展了無絕緣高溫超導(dǎo)線圈的力學(xué)...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 第二代高溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用
        1.1.2 高溫超導(dǎo)磁體的發(fā)展
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高溫?zé)o絕緣線圈的出現(xiàn)
        1.2.2 無絕緣線圈在運行過程中的多場及力學(xué)行為
    1.3 本文主要內(nèi)容
第二章 混合磁體內(nèi)插無絕緣線圈的軸對稱電-磁-熱及力學(xué)模型
    2.1 多物理場分析的基本理論模型
        2.1.1 混合磁體的等效電路模型
        2.1.2 混合磁體軸對稱磁場模型
        2.1.3 無絕緣線圈的軸對稱傳導(dǎo)模型
        2.1.4 無絕緣線圈的軸對稱力學(xué)模型
    2.2 本章小結(jié)
第三章 內(nèi)插式無絕緣線圈在電-磁場下的力學(xué)行為分析
    3.1 數(shù)值計算流程及基本模型參數(shù)
        3.1.1 混合磁體的幾何結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)
        3.1.2 內(nèi)插線圈的電感矩陣計算
        3.1.3 物理場耦合關(guān)系及數(shù)值計算流程
    3.2 數(shù)值仿真結(jié)果與討論
        3.2.1 模型與結(jié)果驗證
        3.2.2 外部線圈充放電過程中無絕緣內(nèi)插單餅線圈的電磁響應(yīng)
        3.2.3 外部線圈充放電過程中無絕緣內(nèi)插單餅線圈的力學(xué)響應(yīng)
        3.2.4 相關(guān)參數(shù)及邊界條件討論
    3.3 本章小結(jié)
第四章 內(nèi)插式無絕緣線圈電-磁-熱多場下的力學(xué)行為分析
    4.1 數(shù)值計算流程及基本模型參數(shù)
        4.1.1 混合磁體的幾何結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)
        4.1.2 物理場耦合關(guān)系及數(shù)值計算流程
    4.2 數(shù)值仿真結(jié)果與討論
        4.2.1 無絕緣線圈多場模型功能性的驗證算例
        4.2.2 外磁體充放電過程中無絕緣內(nèi)插線圈的多場響應(yīng)
        4.2.3 含缺陷的無絕緣線圈的穩(wěn)定性分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：3889103