高温超导磁通跳跃过程中的磁致伸缩效应

文中基于超导磁通动力学理论,考虑电磁力与热激活对磁通运动的影响,基本模型包括由等效电阻率随超导体温度和磁场变化的磁通扩散方程,以及比热随超导体温度变化的热传导方程组成.在此基础上,用数值方法求解了这组非线性磁热耦合方程,主要研究了有磁通跳跃状发生状态时环境温度和外磁场速度对于高温超导磁致伸缩的影响.结果表明:磁通进入超...     

交变磁场作用下高温超导体温度变化研究

高温超导体在交变的磁场作用下,由于磁通的运动引起能量损耗,损耗的能量一部分通过超导体表面传递到冷却剂中,另一部分将使得超导体的温度升高。文中用数值的方法研究了外加磁场速度在0.0005T/s—5T/s变化情况下超导体的温度变化;当外磁场的速度由小到大变化时,超导板的状态会发生从稳定→不稳定(磁通跳跃)→稳定的变化;慢变磁场作用下超导体的温度在接近冷却剂温度的温区作微幅的周期性变化,当外加磁场速度比较大时,超导体发生磁通跳跃,温度也呈跳跃性变化,进一步加大外磁场速度,磁通和温度呈准周期的振荡型变化,而且振荡幅值随外磁场速度的增加逐渐减小,最后振荡消失,超导体在更高的温区稳定运行,温度呈周期性变化。     

块状高温超导体俘获磁通密度实验测试方法

块状单畴高温超导体的重要特性参数之一"俘获磁通密度"决定了单畴超导体能够冻结住的最大磁通俘获场,实际用户在设计装置时必须了解这些参数.然而,这些数值强烈地依赖于测试方法.随着国内块状单畴超导体的研究、生产、应用的不断发展,市场规模的不断扩大以及国际贸易的开展,迫切需要建立一个与国际接轨的测试标准,统一材料提供方与用户之间对单畴块材性能的表征过程.经国家标准化管理委员会批准,2013年全国超导标准化技术委员会将IEC 61788-9国际标准《SUPERCONDUCTIVITY-Measurements for bulk high temperature superconductors-Trapped flux density of large grain bulk oxide superconductors》(《超导电性:块状高温超导体的测量—大晶粒氧化物超导体的俘获磁通密度》)转化为国家标准,本文主要介绍有关"标准"的转化实施过程.     

高温超导块材磁通汇聚效应的数值模拟研究

高温超导块材在零场冷条件下感应产生的涡流可以有效地屏蔽外加磁场,从而改变空间磁场分布.通过合理的设计,该效应可以被用来约束、聚集磁通,从而增大局域磁通密度,对于需要高磁通密度和磁场梯度的应用具有重要意义.本论文利用基于H方程的二维有限元数值模拟,结合GdBa₂Cu₃O_7-δ材料实测的Jc(B,T)关系,研究了GdBa₂Cu₃O_7-δ超导块材的磁通汇聚效果,分析了超导块材的空间位置、工作温度及不同外加磁场对其磁通密度放大效果的影响.结果显示在30 K的温度下,外加11 T的外加磁场时,可以在间距为2 mm的两块超导块体间隙获得17.2 T的磁场,磁场放大效率达到56%.     

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介

ψ=ψ0eiφ行为用统一的波函数进行描述,其相位φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超Φ0=h/2e保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是(h为普朗克超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动导体的边界处穿透深度内会出现一...     

高温超导电缆结构数值模拟研究

高温Bi-2212超导线是目前高温超导材料中唯一可以制成圆线的超导材料,这为使用其绞制超导电缆、制备CICC导体提供了可能性。Bi-2212属于陶瓷性材料,其力学性能较差。力学性能是其关键的参数要求。文中利用数值模拟方法,开展了高温Bi-2212超导电缆的力学性能研究。     

微型高温超导磁通泵的研制

本文给出了一种用高温超导体制作的微型磁通泵,对其工作原理进行了仔细分析研究.依照设计研制了磁通泵装置,并对其工作性能进行了初步测试.结果表明,该微型高温超导磁通泵有希望为电阻在1μΩ以内的高温超导闭合环路进行供电.切实克服高温超导接头性能不佳、n指数低等缺陷,有助于Bi系等高温超导带材在超导磁体闭环系统的应用.     

二维磁通随机钉扎系统动力学行为的数值模拟

本文利用数值模拟的方法,研究在Ｌｏｒｅｎｔｚ 驱动力作用下,随机钉扎环境中运动的二维磁通点阵的动力学行为．通过对不同随机分布点钉扎中心密度和不同磁通间相互作用强度的研究,发现磁通点阵存在从弹性区向塑性区的渡越（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ） , 并且这种渡越强烈依赖于磁通之间及磁通与钉扎之间的相互作用．随着钉扎中心密度的增加及磁通间相互作用强度的减弱,临界钉扎力增强．模拟结果与最近实验结果定性一致．部分结果偏离集体钉扎理论     

高温超导混合配对态与磁通涡旋格子

建立在对基于Gor’kov方法而导出的微观GinzburgLandau方程的分析揭示了高温超导体YBa2Cu3O7配对态对称性和磁通涡旋格子结构.分析指出,存在一个格子转变温度T,当温度高于T时,超导基态显示dx2-y2波对称性特征;低于该温度s波沟道幅值成为可观的量级;超导基态为混合s-dx2-y2态.对应单分量波函数磁通涡旋格子为三角的结构;而稳定的斜格子反映出混合波特征.s与d沟道间耦合约束了磁场下dx2-x2波对称性自由度,而对高温超导反常输运行为如上临界磁场温度曲线上翘现象所负责 关键词： 高温超导 GinzburgLandau理论 磁通涡旋     

时变外磁场中高温超导块材导向力性能的数值模拟

基于Bean临界态模型,针对目前的高温超导磁悬浮车系统,提出了一种模拟计算方法,该方法可计算在时变外磁场中块材导向力的衰减变化情况。通过对时变外磁场中块材温度、俘获磁通以及导向力等参数变化情况的实验结果和计算结果的对比,证实了该模拟计算方法的有效性。该模拟计算方法可用于定性研究高温超导块材的导向力性能在时变外磁场作用下的变化情况,为高温超导磁悬浮车的研究和工程实践提供了较为重要的科学依据。     

高温超导故障限流器稳态与瞬态三维仿真与分析

采用三维有限元场-路耦合方法和磁路方法研究饱和铁芯型超导限流器(SFCL)的瞬态过程,并针对故障状态时,直流超导线圈感应高电压现象,提出使用短路线圈改善超导线圈的高压问题。通过与限流器样机的试验结果对比分析,证明数值计算方法的正确性。     

立式低温容器真空丧失热分层现象数值模拟研究

对立式低温容器在真空丧失条件下的内部热分层现象进行了分析,采用双流体模型结合CFD求解器计算了立式低温容器内的流动及传热过程,考察了侧壁及底部热通量对液体热分层现象的影响。结果表明:侧壁热通量较底部热通量更易使容器内部产生热分层;容器内部形成的环流及其成长是导致热分层及温度突跳的根本原因。     

准各向同性高电流密度导体弯曲特性研究

提出了一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体的有限元模型,利用该有限元模型计算了导体在不同弯曲半径下的应变分布以及临界电流衰减程度,并对导体样品进行了弯曲实验.实验结果和仿真结果基本一致,基于该有限元模型进一步计算了导体的不同参数对弯曲半径的影响.该研究为准各向同性高工程电流密度高温超导导体在聚变磁体领域的应用提供了...     

数值模拟高能中子照相

 模拟了14 MeV中子在穿透样品后与闪烁体光纤的作用。对每根光纤中的能量沉积进行了计算,并转换成可见光(496 nm)光子数。在模拟实验中,分析了影响图像质量的因素。计算了散射中子本底与闪烁体和样品(聚乙烯)间距的关系。当间距为cm量级时,散射中子本底对图像的影响很小。计算表明系统对样品的甄别厚度与入射中子总数有关,在一定范围内近似与中子总数的对数成线性关系。通过模拟结果给出了理想平行中子束入射情况下系统的平面分辨率。     

边界高密度下低杂波耦合的数值模拟

采用STEP＋RAMP的模型模拟低杂波与等离子体耦合。在该模型中,等离子体边界密度一开始就处于一个比较高的值(大于截     

Experimental investigations of the problem of the quantum jump with the help of superconductor nanostructures

The quantum theory, that we now know, arose in the process of sharp disputes between its creators. One of the results of these disputes was the emergence in recent years of fundamentally new areas of investigation and technology – quantum information and quantum computing. One of the subjects of controversy between the creators of quantum theory was the quantum jump. We draw the attention to the possibility of experimental investigation of this problem with the help of quantum superconductor nanostructures. The first results of experiments are presented, the paradoxicality of which indicates the relevance of the problem.     

同轴插板式相移器数值模拟与实验研究

 根据同轴插板式相移器的基本工作原理,对该相移器进行了数值模拟与优化设计,并重点研究了其结构工艺和相移控制方式。在此基础上研制了一个中心频率为4.1 GHz的相移器模型,并通过矢量网络分析仪进行了实验测量。测量结果表明：在4.0～4.2 GHz的频带范围内,该相移器可实现90°的相移量,相移量化精度为1°,相移精度为±１０°,相移器插损1.5 dB。     

同轴反射三极管振荡器的数值模拟

 提出了一种新型的同轴反射三极管振荡器并对其进行了数值模拟研究。新模型在阴极底座处延伸出一定半径和长度的内导体到互作用区,使得互作用区有了一定的电场梯度,有助于电子在虚阴极和阴极之间来回反射。另外,阴极内导体的引入也使得该器件要求的电子束阻抗可以较高,阴阳极间距可以较大。在电子束电压和电流分别为590 kV和19.1 kA、输出区波导半径为5.6 cm、二极管阴阳极间距为2.5 cm时,通过参数优化,模拟得到输出频率、周期平均功率和效率分别为3.62 GHz,1.7 GW和15%的微波输出。对器件的物理机制进行了初步分析,结果表明反射电子的振荡对微波的产生起主要作用。