不同环境下堆叠导体电磁特性分析

采用H方程法计算交流损耗,在COMSOL Multiphysics有限元仿真软件PDE模块建立堆叠超导带材仿真模型,系统分析导体在自场、外场和复杂电磁环境下电流密度、电磁分布和交流损耗等不同特性。仿真结果显示:磁场主要集中在堆叠导体端部,并逐步向中间渗透,复杂环境下电磁特性变化最为明显。外部磁场从10~100 mT变化时,导体磁场特性展现为从电流占主导到外磁场占主导,出现单边消磁状态。交流损耗随着输入电流幅值的增加而增加,随着电流频率的增大而下降,随着外部磁场强度的增强而增加。

具有不同扭距的堆叠扭绞型复合导体临界电流特性分析

根据高温超导堆叠扭绞型复合导体的结构参数,研究堆叠带材根数及扭绞节距对其临界电流特性的影响。首先阐述了堆叠扭绞型复合导体的结构特点,据此设计并制作实验样品。在77K、自场下,对采用不同根数超导带材复合而成的导体样品,分别测试其在多个扭绞节距下的临界电流。通过实验测试可得,随着扭转角度的增大,导体的临界电流不断衰减,且堆叠带材的数量越多,导体的临界节距越大。

高温超导大电流导体临界电流特性研究

YBCO带材在高磁场下仍有好的通流性能,可以用多根高温超导带材构成大电流导体用于高场磁体。为减小导体的交流损耗,大电流导体有多种结构形式,缠绕型和扭转堆叠是其中的两种结构形式。临界电流是高温超导大电流导体的重要指标之一。文中采用四引线法对这两种导体结构在液氮、自场环境下的临界电流特性进行了实验测量,分析并总结了其临界电流特性与结构的关系。

基于倾斜多高斯光束叠加的均匀化照明整形方法

为了实现大功率半导体激光器堆叠进行均匀化照明设计,提出了基于倾斜多高斯光束(MTGB)叠加的均匀化照明方法。推导了倾斜多高斯光束模型的平均光强解析表达式,发现该光束模型的光强分布具有角分布平顶特性且不随传播而改变。通过在角度域和傅里叶频域对该光束模型的均匀性分析,得出影响其均匀性的因素,给出了数值计算验证。最后在ASAP光学软件中,实现了把半导体激光器堆叠整形成倾斜多高斯光束模型的具体方法,获得了12°×10°的均匀化照明效果。结果显示,该方法在半导体激光器Bar条间距快轴方向装配误差有±50μm时,仍然可以获得75%的均匀性和80%以上的效率。方案具有现实可行性,适合作为主动激光成像的照明系统设计。

10 MJ超导储能磁体临界电流分布及热稳定性分析

本文介绍了一种由准各向同性股线(Q-IS)和直接堆叠带材导体(STC)绕制而成的高温超导储能磁体。计算了磁体的临界电流,得到了临界电流密度分布,在绝热近似下分析了磁体的最小失超能(MQE)和失超传播速度(QPV)等热稳定性能。结果表明,STC绕制的磁体临界电流更大,而Q-IS制成的磁体临界电流密度分布均匀性具有明显优势,当归一化电流i=0.6、0.7、0.8、0.9时,Q-IS绕制的磁体的MQE分别是STC绕制磁体的1.15、1.22、1.42、3倍。对于失超传播速度(QPV),Q-IS绕制的磁体的仿真值大约是STC绕制磁体仿真值的82%~92%。