Implementacja modeli nadprzewodników w środowisku COMSOL

• Autorzy: Lebioda M. , Rymaszewski J.

Warianty tytułu

EN

Implementation of superconductors models in COMSOL environment

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering 2012 (23-24.04.2012; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metody modelowania i symulacji procesów elektromagnetycznych oraz cieplnych w nadprzewodnikach Ii-go rodzaju. Prezentowane modele zaimplementowano w pakiecie COMSOL, umożliwiającym modelowanie procesów fizycznych i przystosowanym do rozwiązywania zagadnień silnie nieliniowych, co jest szczególnie przydatne przy modelowaniu układów nadprzewodnikowych. Utrata właściwości nadprzewodzących przejawia się w postaci szybkiej, nieliniowej zmiany właściwości elektrycznych i magnetycznych materiału, co zdecydowanie utrudnia modelowanie procesów występujących w tej grupie materiałów. Dodatkową trudność stanowi złożony proces chłodzenia i nieliniowy transport ciepła do czynnika chłodzącego, którym najczęściej jest ciecz wrząca. W artykule przedstawiono modele zbudowane w oparciu o predefiniowane interfejsy w zakresie pola elektrycznego i cieplnego oraz modele niezależne, opisane i implementowane bezpośrednio przy pomocy równań różniczkowych cząstkowych (PDE).

EN

The article presents methods for modeling and simulation of electromagnetic and thermal processes in II-type superconductors. The presented models were implemented in the COMSOL package - a versatile set of tools for modeling physical processes, designed to solve highly nonlinear problems. This is particularly desirable feature for modeling superconducting circuits. The loss of superconducting properties is manifested in the form of rapid, nonlinear changes in electrical and magnetic properties of the material, which definitely makes it difficult modeling of processes occurring in this group of materials. An additional difficulty is the complex process of cooling - nonlinear heat transfer to the coolant, which usually is a boiling liquid. This article presents models built with predefined interfaces for applications and independent models, described and implemented directly using partial differential equations (PDEs).

Słowa kluczowe

PL

COMSOL; nadprzewodniki; procesy elektromagnetyczne; procesy cieplne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: No. 71
• Strony: 33--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Lebioda M.

• Politechnika Łódzka

autor

Rymaszewski J.

• Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] COMSOL Multiphysics, http://www.comsol.com/
• [2] Rymaszewski J., Zastosowanie programu FEMLAB w badaniach zjawisk kontaktowych w nadprzewodnikach wysokotemperaturowych, Przegląd Elektrotechniczny, nr 09/2003, s. 634-638.
• [3] Rymaszewski, J., Lebioda, M., Korzeniewska, E., Propagation of normal zone in superconducting tapes due to heating in near-electrode area. Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, vol.176 (4), 2011, pp. 334-339.
• [4] Frost, W.: Heat transfer at low temperatures. Plenum Press, New York, 1975.
• [5] Rymaszewski, J., Lebioda, M., Korzeniewska, E., Simulation of cooling of superconductors by boiling cryogenics liquids; Microtechnology and Thermal Problems in Electronics “Microtherm 2011”, Łódź, 28.06-01.07.2011, pp. 172-177; ISBN 978-83-932197-0-4.
• [6] Brambilla R., Grilli F., Martini L.,Development of an edge-element model for AC loss computation of high-temperature superconductors, Supercond. Sci. Technol. 20 (2007) 16-24.
• [7] Pecher R., McCulloch M.D., Chapman S.J., Prigozhin L., Elliotth C.M., 3D-modelling of bulk type-II superconductors using unconstrained H-formulation, 6th European Conf. Applied Superconductivity (EUCAS 2003).
• [8] Roy F., Dutoit B., Grilli F., Sirois F., Magneto-Thermal Modeling of Second-Generation HTS for Resistive Fault Current Limiter Design Purposes, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 18, No. 1, March 2008, pp. 29-35.