Opera3D提供一個(gè)獨(dú)立的多物理場耦合模塊QUENCH用于分析超導(dǎo)磁體的失超過程。 MC74VHCT125ADR2利用QUENCH模塊進(jìn)行超導(dǎo)磁體失超過程分析,需要進(jìn)行以下步驟:①創(chuàng)建待求解題的幾何模型,包括各實(shí)體及導(dǎo)體線圈,由于導(dǎo)體線圈需要同時(shí)進(jìn)行電磁場及熱場計(jì)算,需定義導(dǎo)體線圈的電磁及熱的材料屬性并設(shè)置材料的物性參數(shù);②定義模型中各實(shí)體的最大網(wǎng)格尺寸等網(wǎng)格參數(shù),并生成有限元網(wǎng)格;③設(shè)置QUENCH模塊的相關(guān)參數(shù)及輸出變量,進(jìn)行求解計(jì)算;④進(jìn)行后處理,生成所需圖表。

   知識要點(diǎn):

   學(xué)習(xí)使用超導(dǎo)磁體失超分析模塊QUENCH。

   模型介紹:

   本范例為一臺25T內(nèi)插高溫超導(dǎo)磁體的失超分析。該超導(dǎo)磁體由產(chǎn)生15T背景磁場的低溫超導(dǎo)磁體,以及產(chǎn)生10T磁場的高溫內(nèi)插超導(dǎo)磁體組成,如圖7,3,1所示。當(dāng)超導(dǎo)磁體受到外界擾動或者由于導(dǎo)線特性變差,局部溫度升高,導(dǎo)致磁體運(yùn)行電流超過超導(dǎo)線材的臨界電流,致使電流加熱超導(dǎo)線材使其溫度進(jìn)一步升高,從而越來越多的超導(dǎo)區(qū)域變?yōu)殡?/span>阻態(tài),這一過程被稱為超導(dǎo)磁體失超。在超導(dǎo)磁體失超傳播過程中,磁體內(nèi)部會產(chǎn)生溫度升高、電壓升高、電流耦合等現(xiàn)象,給磁體帶來潛在危害。對于高溫超導(dǎo)磁體而言,由于其一般溫度裕度較高,其失超傳播非常慢,磁體失超的能量更容易釋放到初始失超的區(qū)域(也稱熱點(diǎn)),造成該熱點(diǎn)溫升過高甚至燒毀超導(dǎo)線材。為此,需要設(shè)計(jì)有效可靠的失超保護(hù)系統(tǒng),保證磁體在失超時(shí)不會受到永久損壞。失超過程伴隨著復(fù)雜的電、磁、熱耦合過程,為了驗(yàn)證及優(yōu)化所需失超保護(hù)方案,失超仿真是十分必要的,本節(jié)將詳述失超模塊QUENCH的建模及后處理過程。

   本例中實(shí)際的低溫超導(dǎo)磁體由多個(gè)低溫超導(dǎo)線圈組成,這里僅將其簡化為一個(gè)大螺管線圈導(dǎo)體作為高溫超導(dǎo)磁體的背景場磁體,且假設(shè)該低溫超導(dǎo)磁體不發(fā)生失超,而只分析高溫超導(dǎo)磁體的失超過程。