三维模型下永磁轨道上超导体临界电流对磁悬浮力影响研究

采用数值计算方法对高温超导(HTSC)块材电磁场进行模拟,计算了永磁轨道(PMR)上方超导块材所受到的磁悬浮力。文中给出了一种3D数值计算。模型采用了电磁场磁矢量法(H-方法);基于Fortran语言开发平台编写了有限元求解代码;使用E-J幂指数模型来描述高温超导块材的电场强度E和电流密度J的关系;采用Kim模型来描述高温超导块材的临界电流密度Jc;使用了两块虚拟超导块材叠加的方法处理高温超导材料临界电流密度各向异性的特性。采用文中描述的数值计算方法,成功地对由一个永磁轨道和一块高温超导块材组成的磁悬浮系统进行了计算研究,研究了磁悬浮系统中超导块材的临界电流密度对磁悬浮力的影响。     

电力变压器大电流引线周围磁场分析

为了细致地了解电力变压器大电流引线周围的磁场和涡流分布,采用有限元分析软件ANSYS对电力变压器引线升高座及周围部件进行了三维磁场仿真计算.介绍了半开域问题求解区域的选择与边界条件的给定方法,在正弦稳态条件下完成了对磁场和涡流的分析.利用安培全电流定律设计了一个检验模型题,并对计算结果的精度进行了考察.定量计算结果表明,磁场、涡流分布等结果与理论分析基本相符,计算和分析结果对升高座及其周围部件的设计与磁场分析具有参考价值.     

CICC超导稳定性数值仿真计算研究

Tokamak核聚变装置要实现稳态运行,需要靠超导磁体及导体的稳定性,而CICC(Cable-in-Con-duit Conductor)导体是低温超导磁体的首选磁体,因此需要研究CICC在大电流和快速变化磁场环境下的低温稳定性.针对这一目的,首先研究了CICC的稳定性机理,并对铌三锡超和铌钛超导材料给出经验设计公式;然后编程对分流温度、温度裕度、能量裕度进行计算,接着模拟出随运行电流变化的稳定性曲线,并把结果保存到数据库.同时对工程设计值和模拟分析及计算结果进行比较和分析,二者基本吻合.显然,这 为CICC设计提供了极大的方便.     

BEPCII低温冷却系统的热力设计及数值模拟

为保证超导设备的正常运行,给出超导腔(SRF)和超导插入聚焦四极磁体(SCQ)以及超导螺线管探测器磁体(SSM)等3类超导设备和其他辅助设备的结构,并进行了漏热分析,根据各类超导设备的特点选择不同的冷却方式冷却,通过对超导设备低温冷却流程的数值模拟得出系统的热力运行参数.模拟结果表明:利用超临界氦流冷却超导插入四极磁体较采用过冷液氦流冷却超导插入四极磁体为佳.     

550kV SF6绝缘电流互感器的电场计算分析

采用有限元法对500kVSF6绝缘电流互感器电场进行了计算分析.计算内容包括电流互感器内场和外场的电位分布;电流互感器内部电场中主导电杆、接地二次引线管和屏蔽筒、盆式绝缘子、二次绕组等与SF6气体交界面处的电场分布;电流互感器外部电场中高电位壳体与大气、引线管和屏蔽筒与SF6气体、支持磁套内表面与SF6气体、支持磁套外表面与大气等交界面处的电场分布,得到最大场强值和发生位置.进而提出改善电场分布的建议.     

高Tc SIS器件I—V特性的研究

本文以超导BCS理论为基础,利用二次量子化方法,并借助于格林函数和松原函数,得到了高Tc SIS器件在有限温度下的I-V特性及其数值计算结果。     

线性磁致伸缩作动器振动问题的数值分析

对Terfenol-D杆的周期振动问题进行了数值分析.采用有限元和传递矩阵相结合的数值方法,求解了Ter-fenol-D杆由交变电流激励引起的周期振动问题.基于磁致伸缩线性本构关系和Harmilton变分原理导出有限元方程,并且在传递矩阵的计算中应用了矩阵指数的Padé近似.计算结果表明位移响应是周期的,并与电流变化同步.还分析了材料的线性磁致伸缩系数及电流峰值和频率对输出位移的影响.所得数值结果与文献中的实验结果吻合较好,验证了该数值方法的正确性.     

变电站接地网数值计算

文章介绍一种将线电流模型和环电流模型相结合计算接地参数数值的方法.计算结果与已有文献及现场实测结果吻合.     

基于动态亚格子模型的方柱绕流大涡模拟

目的 对高雷诺数下的方柱绕流进行数值模拟,得到方柱下流场时间平均结果以及湍流流场的流场特征,用于验证亚格子模型对大涡模拟(LES)计算精确性的影响.方法 基于有限体积法(FVM)的流体计算开源软件OpenFOAM,采用两种不同动态亚格子模型下的大涡模拟方法,模拟高雷诺数(Re =2.2 ×104)下的方柱绕流.结果 通过数值计算得到流场完整的平均和脉动结构,并得到阻力系数、升力系数、斯托拉哈数等重要的气动力参数,经对比与试验实际情况吻合.结论 高雷诺数复杂流场下亚格子应力的封闭形式对大涡模拟的计算结果有重要的影响,采用动态模拟技术一方程模型计算结果优于常规的Smagorinsky模型,在高雷诺数复杂流场下的计算是高效的,为结构抗风的数值研究提供了参考.     

超导产业启动在即 有望迎高增长

超导概念:什么是超导?超导是某些材料被冷却到接近绝对零度(-273℃)和液氮温度(-196℃)之间的温度时,它们就没有电阻。因为这些材料没有电阻,这就意味着电子可以在其中自由穿行,所以它们能够长时间传输大量电流,而不会以热的形式将能量损失掉。具有能承受高压、降低能耗的优点。超导的应用:在大规模建设智能电网过程中,超导是关键技术。《上海推进智能电网产业发展行动方案     

温度对GaN基LED电流加速老化特性的影响

采用电流加速老化的方法研究大功率白光LED的光通量衰减特性,提出了一种包含温度影响因素的LED寿命推算方法.实验发现:LED的光通量衰减速度随着加速电流的增大而变快,同时器件温度升高,温度的升高又会促进LED灯珠的加速老化.通过分组实验,在不考虑温度因素时,采用狭义Eyring公式计算LED的寿命;在考虑温度因素时,采用广义的Eyring公式计算LED的寿命.对比2种模型的计算结果发现:考虑温度影响能更准确的推算出LED的寿命.     

控制棒电磁阀阀头温度场特性数值研究

水压驱动控制棒是一种全新的核反应堆控制技术,直动电磁阀是其关键部件.电磁阀的性能直接影响控制棒水压驱动系统的稳定运行.运用ANSYS电磁场分析软件研究直动电磁阀阀头在不同输入电流的工况下温度场的特性.结果表明,当电流增大时,阀头温度升高;阀头中心温度高于边缘温度,中心最高温度低于阀头破坏温度;内壁温度高于外壁温度,其中内壁中心温度为最高壁温;计算结果与实验数据的对比说明,该数值计算分析有较高的准确性.     

钢板低频感应回火数值模拟和试验分析

针对快速感应回火热处理方法,以5mm厚的45钢板为研究对象,根据有限元法中的电磁—热耦合技术,建立钢板感应加热回火的有限元模型,并利用自制单线圈低频感应加热装置,分别对钢板的感应回火过程进行数值模拟计算和试验研究,分析了电流、频率及加热时间对于钢板温度的影响规律及加热效果.结果表明:计算结果与试验结果基本吻合,将感应加热应用于钢板的回火处理是可行的,电流及频率对钢板的加热效果均有影响,通过控制加热过程中的电流、频率及加热时间能够满足钢板的回火要求.     

周期热流法测定金属材料热物性的实验及数值研究

对经典周期热流法进行研究和改进并结合相关文献对其测试理论进行分析,建立传热的二维瞬态数学模型,采用加权余量法中的Galerkin法对控制方程进行有限元离散,借助ANSYS有限元软件对周期热流法中试样的温度分布和热量传递规律进行数值模拟.根据测试原理和数值计算的结果,对测定装置进行开发和优化设计,解决了采用该法测试时难以得到较为理想的正弦或余弦温度波这一难题,减少了测试误差.通过对几种金属及合金的实验测定和数值计算,发现最大误差不超过4%,测试结果可靠,测试精度较高.     

550kV SF_6绝缘电流互感器的电场计算分析

采用有限元法对500kVSF6绝缘电流互感器电场进行了计算分析。计算内容包括:电流互感器内场和外场的电位分布;电流互感器内部电场中主导电杆、接地二次引线管和屏蔽筒、盆式绝缘子、二次绕组等与SF6气体交界面处的电场分布;电流互感器外部电场中高电位壳体与大气、引线管和屏蔽筒与SF6气体、支持磁套内表面与SF6气体、支持磁套外表面与大气等交界面处的电场分布,得到最大场强值和发生位置。进而提出改善电场分布的建议。     

基于统一强度理论的岩石弹塑性损伤模型研究

基于统一强度理论,建立了岩石弹塑性损伤本构模型,该模型不仅考虑了岩石在拉伸和压剪两种情况下其损伤不同,还反映了在动载作用下岩石的应变率效应.采用Fortran语言通过LS-DY-NA的用户自定义材料接口(Umat)对该本构模型进行编程,并把该程序生成求解器以达到对该模型进行应用的目的.采用该模型分别对岩石单轴压缩试验、巴西圆盘劈裂试验和单孔爆破试验进行了数值模拟,同时把数值模拟结果分别与试验数据、经典模型(HJC模型)的数值结果和理论计算结果相对比.结果表明:由该模型所得出的结果与试验数据、经典模型(HJC模型)的数值结果和理论计算结果均比较吻合;该模型能够很好地反映岩石在动载和静载2种情况下的力学行为.     

S波配对的超导石墨烯/石墨烯/超导石墨烯结中的近邻效应

基于BCS理论,在紧束缚近似下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,通过自洽计算,研究了具有S波配对的超导石墨烯/石墨烯/超导石墨烯结中的近邻效应.针对在超导部分和正常导体部分的费米能级匹配和不匹配两种情况,讨论了化学势对体系的局域态密度以及配对振幅的影响.研究表明,GSNS结构的近邻效应依赖于超导部分和正常部分的化学势匹配情况.     

三维非轴对称直流电弧射流过程数值模拟

基于磁流体动力学(MHD)理论,建立了三维非轴对称电弧射流流动-传热-电磁耦合模型,对直流电弧的流动、传热、电磁之间存在着的耦合过程进行了分析,模型计算结果与已有的文献数据结果进行了比较,结果吻合较好.采用有限体积法对电孤射流的温度场、流场以及电磁场进行耦合数值求解,研究了电弧在时间和空间上演变过程炉内温度场、流场的分布.输入电流为2160A时,电弧最高温度达到20000 K,最大射流速度达到1600 m/s.电弧从阴极到阳极的射流形态呈现螺旋偏转,电弧的温度场、流场分布在时间和空间上发生剧烈变化,这和文献报道的二维轴对称直流电弧模型得出的结果有明显区别.研究结果可进一步加深对直流电弧炉的起弧、偏弧以及冶炼过程的理解,对研究直流电弧形态的变化规律和电弧炉内传热过程有一定的实际指导意义.     

基于水化度的热学参数对混凝土温度场影响分析

热学模型及参数取值是研究混凝土温度场的关键问题.为了更准确地模拟粉煤灰混凝土水化过程中的温度场演化,通过绝热温升试验获得了28 d龄期内粉煤灰混凝土多个测点的温度,然后基于实测温度采用BP神经网络反演了整个养护期内随水化度α变化的比热c(α)、导热系数λ(α)、水化热Q(α)等参数;最后,将所提出的反演28 d龄期内热参数方法和已有研究成果中的组成成分质量百分比估算法、考虑早期热学参数随水化度变化计算法计算所得的热学参数分别输入有限元计算模型,并将3种取值方法的数值模拟结果与实测温度值对比,结果表明:反演算法数值模拟结果与实测值基本一致,能更好地模拟粉煤灰混凝土28 d龄期内各处的温度演化.     

封闭腔内高瑞利数层流自然对流数值模拟

采用两种时间推进数值方法，对封闭腔内层流自然对流换热进行了各种瑞利数(Ra)条件下的模拟研究，总结了流态转捩时所表现的数值模拟方面的某些现象规律．当瑞利数不大于10^6时，两种数值方法计算结果一致，计算精度高．当瑞利数大于10^6后，数值收敛及计算结果与网格数，网格疏密程度，时间步长，松弛因子等因素密切相关，而与所选择的两种数值方法无关．给出了封闭方腔自然对流流态转捩临界瑞利数．