【摘 要】
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高温超导磁体丧失稳定性的一个可能的主要原因是线圈整体产生的热量在整个线圈内的积累.热积累的来源可能是超导材料的流阻发热、局部失超后电流在带材基体中产生的焦耳热等,
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高温超导磁体丧失稳定性的一个可能的主要原因是线圈整体产生的热量在整个线圈内的积累.热积累的来源可能是超导材料的流阻发热、局部失超后电流在带材基体中产生的焦耳热等,特别是大电流冲击下高温超导线圈的稳定情况对于高温超导体中的热稳定性问题具有典型意义.在热传导方程和麦克斯韦方程的基础上,我们建立了一个载流高温超导线圈的温度分布-时间推移数值模型,并采用差分数值计算方法模拟其在大电流冲击下的发热和传热情况.该模型以一个典型磁体复合结构的有效热传导率、有效热容、电阻发热率及其他电磁现象的产热率为参数,并根据冷却条件来确定模型的边界条件,最后经迭代计算得出磁体线圈内部的温度分布,及其随时间推移的变化情况.我们分别对直流冲击和交流冲击的不同情况进行了考察,所得计算结果表明,复合超导体的有效热传导率是影响其内部所能达到最高温度的重要因素,而冷却条件是决定整个系统稳定性的决定因素.通过对比该仿真计算结果和有关参数的实验测量值,我们的模型可使磁体设计者在实际制作之前就能够估计出一个比较安全的运行电流水平.此外,在所用数值模型的基础上,进行适当坐标变换和参数修正,也可将其应用于多种不同几何形状及结构的高温超导应用器件和电流冲击以外的其他发热情况,为超导研究开发工作提供参考数据.
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