基于A-V-A公式与迭代算法的高温块体超导体磁化电流模拟：临界态模型与磁通蠕变模型
超导电性
2021-01-11 v2 应用物理
计算物理
摘要
在本工作中，我们将介绍基于 A-V-A 公式的迭代算法方法(IAM)，用于模拟高温超导体的磁化电流。这种嵌入 ANSYS 的新方法可通过在每个迭代载荷步后强制所有网格化超导单元的俘获电流密度达到临界电流密度 Jc 来模拟临界态模型，并通过更新基于 E-J 幂律的电阻率值来模拟磁通蠕变模型。在零场冷(ZFC)或场冷(FC)磁化过程中，盘形 ReBCO 块体的模拟结果与使用 COMSOL 中 H-公式的模拟结果吻合良好。通过在超导区域使用 A-V 公式、在非超导区域使用 A-公式，计算时间得以缩短。该迭代方法进一步被证明便于在有限元分析模型中添加铁磁材料，或考虑超导体的磁场依赖或力学应变相关的临界电流密度。详细讨论了磁化模拟的影响因素，包括指定的迭代载荷步、初始电阻率、斜坡时间和更新系数。在 ANSYS 中实现的基于 A-V-A 公式的 IAM 在可调计算时间、多帧重启动分析和易收敛性方面展现出独特优势。
引用
@article{arxiv.1908.04640,
title = {Magnetization Current Simulation of High Temperature Bulk Superconductors Using A-V-A Formulation and Iterative Algorithm Method: Critical State Model and Flux Creep Model},
author = {Kai Zhang and Sebastian Hellmann and Marco Calvi and Thomas Schmidt and Lucas Brouwer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04640},
year = {2021}
}