申请/专利权人：中国科学院高能物理研究所

申请日：2023-03-23

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN116432484B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F111/10;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.08.01#实质审查的生效;2023.07.14#公开

摘要：本发明公开了一种无液氦超导腔降温失超过程的多物理场耦合数值仿真方法，其步骤包括：1建立无液氦超导腔的几何模型并对其进行网格剖分；对几何模型中的冷却结构尺寸进行参数化并设置材料参数、接触热阻；2对几何模型进行建场，包括超导腔的温度场和电磁场，冷却结构的温度场和电磁场；3对超导腔、冷却结构的电磁场与超导腔、冷却结构的温度场进行双向耦合求解，直至满足收敛要求，得到不同时刻的温度、电磁损耗数据；其中，温度场与电磁场之间通过电磁损耗相互作用，双向耦合；4基于步骤3所得各时刻的温度、电磁损耗数据对所述冷却结构的降温过程及失超过程进行传热性能评估，确定出无液氦超导腔最优的冷却结构。

主权项：1.一种无液氦超导腔降温失超过程的多物理场耦合数值仿真方法，其步骤包括：1建立无液氦超导腔的几何模型并对其进行网格剖分；对几何模型中的冷却结构尺寸进行参数化并设置材料参数、接触热阻；2对所述几何模型进行建场，包括超导腔的温度场和电磁场，冷却结构的温度场和电磁场；3对超导腔、冷却结构的电磁场与超导腔、冷却结构的温度场进行双向耦合求解，直至满足收敛要求，得到不同时刻的温度、电磁损耗数据；其中，温度场与电磁场之间通过电磁损耗相互作用，双向耦合，RsT为超导腔、冷却结构的表面电阻，T为温度，HRF为超导腔、冷却结构的切向磁场强度大小；其中进行双向耦合求解的方法为：在每个时刻t，计算超导腔、冷却结构的温度场，得到时刻t的温度数据并将其传递至超导腔、冷却结构的电磁场进行计算，得到时刻t的电磁损耗数据并传递至温度场进行下一时刻的计算；经过数次迭代直至温度场、电磁场均满足收敛要求，得到不同时刻的温度数据、电磁损耗数据；得到不同时刻的温度数据的方法为：31将所述几何模型的网格数据导入温度场求解器并在温度场求解器中设置边界条件和初始值；32根据当前的降温策略在超导腔上布置加热器并设置加热器的功率随温度的响应函数；根据每一时刻超导腔的温度、温度梯度随时间的变化，对加热器的功率进行反馈调节；33计算每个时刻的温度分布，判断降温策略是否满足收敛要求；如果满足收敛要求则结束计算，否则更换降温策略并重复步骤32～33，直至满足收敛要求；根据每一降温策略得到一组关键物理量，用于更新该降温策略所需测量的温度以及布置传感器的位置；所述关键物理量包括：a降温过程中超导腔的温度变化；b度过设定温区所需的时间；c降温时超导腔的温度梯度随时间的变化、降温时超导腔的最大温度随时间的变化；d温度梯度导致的应变随时间的变化；采用有限体积法计算每一时刻温度场的温度数据；当时刻t时，温度场的迭代误差低于10-6、电磁场的迭代误差低于10-8，则判定温度场、电磁场均满足收敛要求；4基于步骤3所得各时刻的温度数据对所述冷却结构的降温过程进行传热性能评估，以及基于步骤3所得各时刻的温度数据、电磁损耗数据对所述冷却结构的失超过程进行传热性能评估，确定出无液氦超导腔最优的冷却结构。

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权利要求：

百度查询： 中国科学院高能物理研究所 无液氦超导腔降温失超过程的多物理场耦合数值仿真方法

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