Single-turn coil 中的非线性扩散与磁场不均匀性：来自 3D 多物理场建模的洞见
材料科学
2026-05-19 v1 应用物理
计算物理
摘要
single-turn coil 方法是一种破坏性脉冲磁场产生装置，可生成超过 100 T 的磁场，脉冲持续时间为几微秒，且必然导致线圈爆炸。电流和磁场的时空分布高度不均匀，源于皮肤效应、快速温度升高以及线圈变形。为把握 single-turn coil 中的动态现象，我们进行了多物理场仿真的有限元分析。我们采用包含破坏圆柱对称性的 single-turn coil 的完整 3D 模型进行有限元计算。计算结果揭示了电流、温度和磁场高度非线性扩散，这些是 single-turn coil 内部磁场随时间和空间不均匀性的来源。
引用
@article{arxiv.2605.16659,
title = {Non-linear diffusion and inhomogeneity of the magnetic field in single-turn coils: Insights from 3D multiphysics modeling},
author = {Hideaki Kobayashi and Yugaku Goyo and Yuto Ishii and Yasuhiro H. Matsuda and Kunio Takekoshi and Akihiko Ikeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16659},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 7 figures