【摘要】 采用有限元软件A公式和FlexPDE对其进行了分析。一个薄磁铁穿过一个或多个超导体连接到一个负载,这是一个大的矩形环路。

磁通泵不仅是法拉第磁通线概念力量的一个引人入胜的例子,而且也是一种无需大型电子电源即可为超导磁体供电的有吸引力的方法。然而,在高温超导中,不可能通过驱动超导体的一部分来实现这一点,必须通过超过局部临界密度来实现。磁体拉着磁通线穿过材料的图像是吸引人的,但由于磁体中的磁通线与涡旋之间没有直接接触,除非它们之间的间隙与相干长度相当,否则这个过程必须用经典电磁学和非线性V-I特性来解释。Campbell等人[1]用一个简单的二维磁通泵模型,从基本原理和几何特性出发,确定了磁通泵的泵送特性。采用有限元软件A公式和FlexPDE对其进行了分析。一个薄磁铁穿过一个或多个超导体连接到一个负载,这是一个大的矩形环路。这意味着可以明确地计算出自电感和互感。考虑宽带、窄带和两个导体。并对解析电路模型进行了分析。在所有情况下都使用临界状态模型,因此不直接涉及磁通流电阻率和动态电阻率,尽管在超过Jc时出现有效电阻率。在这里考虑的大多数情况下,理论和实验之间存在很大的差距。特别是传递到负载区的最大磁通总是小于磁体的磁通。此外,一旦超过泵送所需的阈值,负载中的通量在几个周期内饱和。然而,分析电路模型允许一个简单的修改,以允许在大的Ic减少,当磁铁在导体上。这不仅改变了泵送通量的方向,而且导致更有效的泵送。有限元计算采用FlexPDE的A公式。该方法不存在时间依赖性,求解方程为∇2a = μojc符号(A)(1−exp(−abs(Α)/d))。这里d是一个材料参数,它决定了电流密度从+jc到- jc变化的距离。

[1] Campbell, A.M., A finite element calculation of flux pumping. Superconductor Science and Technology, 2017. 30(12).

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