一种大电流超导导体自场有限元分析方法

摘要

本发明提出了一种大电流超导导体自场有限元分析方法，通过建立超导导体的二维截面，采用有限元方法对超导导体在大电流的测试条件下进行有限元磁场分析，得出超导导体在大电流运行条件下产生的磁场分布，并得到在超导导体上产生最大磁场的位置以及自场系数，从而确定和设计出合适的超导导体测试用背景场大小。通过本发明采用有限元的方法开展大电流测试条件下的超导导体自场分析，能够比解析的方法更准确和直观的分析得出超导导体的自场二维分布，能够直观的分析得出超导导体的最大磁场区域，确定出导体的自场系数，从而能以此为依据设计合理的超导导体大电流测试用的背景场大小。

主权项

一种大电流超导导体自场有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，建立超导导体的二维截面图，包括超导导体超导区域以及中心冷却管区域；步骤(2)，建立空气域，空气域包括超导导体的二维截面的分析区域；步骤(3)，设置分析的材料属性，相对磁导率设置为1；步骤(4)，对超导导体的二维截面区域以及空气域区域进行划分网格；步骤(5)，对超导导体的二维截面的超导区域施加电流密度，左边的导体超导区域施加正向电流密度，右面的导体超导区域施加反向的电流密度；步骤(6)，定义磁场有限元分析的磁力线平行边界条件；步骤(7)，通过Ansys软件进行仿真分析，得出超导导体的二维截面在通电条件下的自场分布；步骤(8)，通过仿真分析得出分析电流下的最大磁场，通过最大磁场和运行电流的比值得出自场系数的大小；根据设计实验的磁场大小减去运行电流与自场系数的乘积，从而定出合适的背景场测试的大小。