超导悬浮系统悬浮力磁滞性质数值分析

利用矢量电位法建立了NdFeB永磁铁和超导体相互作用的电磁场数学模型方程。在求解过程中采用磁通流动蠕动模型,通过伽辽金有限元离散,解出超导体电流密度分布,计算磁悬浮力并分析磁悬浮力磁滞性质。     

伽辽金有限元法在超导磁悬浮受力分析中的应用

超导块材和永磁铁相互作用形成悬浮系统。讨论了对超导块材进行网格划分的方法,利用矢量电位法建立了Nd-FeB永磁铁和超导体相互作用的电磁场数学方程。利用伽辽金法形成有限元线性方程组。求解过程中采用Kim模型作为迭代条件,解出超导体电流密度分布,并进行受力分析。     

临界电流磁矢量分析法在YBCO线圈上的验证

高温超导磁体临界电流磁矢量分析法准确地预测了BSCCO高温超导磁体的临界电流,为了进一步验证该方法预测YBCO高温超导磁体临界电流的准确性,文中作者用9.3m二代高温超导YBCO带材绕制了一个内径为70mm,外径为100mm,共35匝的单饼,测试了单饼5-15匝,15-25匝,25-35匝和5-35匝在77K下的临界电流,并用磁矢量分析法进行了仿真分析。通过对比发现,仿真分析和实验结果的误差在5%左右,最大误差是6.75%,最小误差是4.77%,验证了磁矢量分析法在预测YBCO高温超导磁体临界电流时的准确性。     

柠檬酸盐热分解法制备YBCO纳米超导材料

采用柠檬酸盐热分解法制备了名义组分为Y3Ba5Cu8O18的纳米超导材料。利用XRD对其粉体进行物相表征,发现其相是Y123和Y211的混合相,并测得两者之间的摩尔比为1∶0.18,充分验证了我们所制材料并不是Y3Ba5Cu8O18化合物,而是Y123和Y211的混合物。根据Scherrer公式计算得到样品的平均晶粒尺寸约为36.7nm。利用标准的四端引线法对其块体进行R-T分析,测出其起始转变温度Tc=86.5K,跃迁宽度△Tc=1.4K,并表现出良好的超导电性。     

NdFeB永磁体下YBaCuO块材在交流磁扰动中的悬浮力磁滞特性

研究了交流磁扰动对高温超导块材和永磁体之间悬浮力的影响。实验分析了在零场冷(ZFC)条件下,不同频率的交流磁场扰动下的悬浮力曲线;另外还研究了交流磁扰动在永磁体下降和上升过程中对悬浮力的影响,发现上升过程中悬浮力受交流磁场影响较大,而在下降过程中影响则较为不明显,同时随着交流磁场幅值的增大,悬浮力的滞回曲线逐渐加宽。说明交流磁场导致了超导块磁滞损耗的增加,对超导磁浮特性的研究具有理论意义。     

高温超导磁体临界电流的磁矢量分析法及其验证

临界电流是高温超导磁体的关键参数,文中提出了一种名为"磁矢量分析法"的高温超导临界电流计算方法。这种方法以高温超导带材性能测试结果为依据,以有限元仿真软件为手段,通过对计算高温超导磁体内部电磁感应强度矢量的分布,采用插值运算来确定高温超导磁体的临界电流。通过在77K温度下进行1:1的磁体实验,磁矢量分析法的可行性得到了验证。     

永磁体空间磁场的分析计算及其在永磁磁力轴承中的应用

在介绍三种永磁体空间磁场计算模型的基础上,利用泛函理论分别推导出等效磁荷模型和等效电流模型对应的变分形式,并就等效磁荷模型详细地介绍了有限元法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位,因而计算起来比具有三个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的计算算例中可以看出,用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的．     

用周期铁磁结构环作磁累积发生器的初始能源

 首先推导了描述铁磁体的磁场方程，并分析计算了圆筒型周期性永磁结构环内部所携带的磁能，研究了磁能与永磁体质量的关系。分析表明，采用内外径分别为60和90mm、长为60mm、质量约为30kg的四级周期永磁结构能够提供1kJ左右的磁能。这种结构有可能成为间接馈电磁累积发生器的初始能源。     

光波在界面上的磁矢量半波损失研究

利用电磁场的边值关系推导出了平面光波入射到两介质分界面时光波磁矢量的菲涅耳公式。通过画出反射系数和透射系数随着入射角的变化曲线,分析当平面光波正入射或掠入射时,磁矢量反射系数和透射系数中的相位变化,总结出了光波入射到两介质分界面时磁矢量出现半波损失的条件。与平面光波入射到两介质分界面时电矢量半波损失条件不同,当平面光波从光疏介质掠入射到光密介质或者从光密介质正入射到光疏介质时,反射光波的磁矢量会发生半波损失。     

上海光源低温波荡器永磁铁在低温下的磁特性研究

用综合物性测量系统测试了国产Nd₂Fe₁₄B (N50M)永磁铁在低温下(10–300 K)的M-H和M-T. 获得了N50M剩磁B_r和内禀矫顽力H_ci在低温下的变化图, 对其取向度和三维磁化强度进行了分析研究. 结果表明, N50M在80–150 K发生强烈自旋再取向效应, B_r在120–130 K出现峰值, H_ci随温度下降呈线性增加. 在130 K, B_r和H_ci分别比常温(300 K)增加15.6%和220%, 达到1.65 T和3638 kA/m. 在150–300 K, 随温度下降, N50M宏观取向度与外磁场均匀性逐步改善, 但在80–235 K, 微观外磁场均匀性恶化.实验研究发现, 235 K附近, N50M垂直取向方向呈现“剩余磁化强度跳跃”. 研究结果为上海光源Ⅱ期低温波荡器及其他高精度低温永磁仪器与设备的物理设计提供了参考. 关键词： 低温波荡器 2Fe₁₄B永磁铁')" href="#">Nd₂Fe₁₄B永磁铁 低温 磁特性     

YBCO高温超导磁体临界电流密度快速确定方法

基于绘图法基本原理,以及YBCO高温超导带材的临界电流特性,采用有限元电磁场分析软件AnsoftMaxwell建立了空心圆柱磁体模型.根据磁场分布、并考虑到带材的临界电流密度随磁场大小和方向的变化关系,给出了影响磁体工作电流特性的磁场的分布.基于以上工作提出了一种利用Ansoft电磁场分析软件快速确定YB-CO高温超导带材临界电流密度的方法.     

预载对高温超导磁悬浮系统中横向运动引起的悬浮力衰减行为的影响

预载是一种有效抑制高温超导磁悬浮系统中由横向运动引起的悬浮力衰减的方法,但目前研究仅停留在概念验证阶段,尚未对影响预载效果的一些因素进行详细地分析和研究.利用高温超导磁悬浮测试系统,本文通过改变块材的冷却条件(场冷和零场冷)、悬浮高度以及轨道磁场结构、材料性能等实验研究了不同预载高度下YB-CO块材的悬浮力随横向运动次数的变化关系,得到这些因素对预载条件下悬浮力随横向运动变化情况影响的规律.结果表明,预载高度越低,由横向运动引起的悬浮力变化越快地趋于稳定,但悬浮力的稳定值也越小,并且这一现象不随冷却条件、悬浮高度、轨道磁场结构和材料性能等因素的改变而变化.     

用振幅矢量法计算光栅衍射的光强分布

本文介绍一种在普通物理阶段严格计算光栅衍射光强分布的振幅矢量方法，此方法回避了困难的菲涅耳－基尔霍夫积分，这通常在普通物理中是不被采纳的．用振幅矢量法计算有两个显著的优点，一个是物理概念清楚，另一个是计算简单严格     

参量调制驱动环形等离子体稳态电流的简化分析

本文用简化模型分析托卡马克装置,建议用等离子体往径向速度振荡和角向磁场振荡的相互作用产生一个定常环向电动势以驱动稳态电流。这可由按一定相位差调制两个外加参量来达到。按反应堆参数估计,这种调制频率可以是工业频率。     

高温超导体指数损耗的有限元数值分析及相关问题讨论

本文从高温超导体的非线性E～J指数关系式出发,分析了热致磁通蠕动模型下其等效电导率的特性,讨论如何建立针对这种非线性电导率的有限元计算模型,然后分别给出计算交流磁化损耗和传输损耗的二维数值仿真模型,模型针对银基Bi-2223带材,施加相应的边界条件可以计算不同物理条件下的交流损耗.分析此数值模型所得到的带材横截面中电流密度分布特点以及交流损耗热功率的值,并与利用相关解析式得到的结果作对比,证明此二维模型完全适用于分析多种复杂物理条件下超导体的交流损耗问题.     

圆环电流场的普遍分布

对圆环电流在全空间的磁场分布,先用椭圆积分计算矢势,再经旋度运算求得磁场的普遍表达式,绘制磁场量值的空间分布图,而将圆环电流平面内、中心轴线上和远区的场作为特例方便地进行讨论。     

Bitter型环向场线圈电流分布的研究

本文简述了用数值方法研究Ｂｉｔｔｅｒ型环向场线圈中电流分布情况，给出了不同时刻线圈中电流分布的形式以及线圈电感、电阻随时间的变化，也对电磁力的分布作了分析。     

用多路逆磁系统测量热电子环磁镜中热电子沿轴向的分布

本文介绍了多路逆磁测量方法及利用这一方法在ＨＥＲ装置上测量热电子环沿轴向的长度与晃荡电子密度的轴向分布的实验结果。