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低温与超导
低温与超导

郭冠斌

月刊

1001-7100

cryosuper@126.com

0551-65617621

230043

安徽省合肥市濉溪路439号安徽合肥市1019信箱

低温与超导/Journal Cryogenics and SuperconductivityCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国低温学科和行业、超导电子技术学科和行业唯一的、面向国内外公开发行的专业性权威杂志，是学生和研发人员成长和发展平台，是行业学术交流平台，是研发成果分享平台，是设备仪器和产品营销平台，是品牌形象树立平台。
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    铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

    蔡甜甜孟轩昂陈昊蓝李柱永...
    1-6,53页
    查看更多>>摘要：REBCO堆叠结构是超导体应用实现的关键中间载体.然而随着REBCO堆叠结构中带材数量的增加,将产生较大的应力限制堆叠带材的数量.倾斜堆叠结构(CSS)在一定程度上可以平衡堆叠弯曲半径和堆叠数量.允许堆叠的数量增加后,可加入金属带材复合来实现CSS的结构优化.由于CSS电流的分布有着不均匀的特性,固定根数的铜带复合在CSS不同位置对临界电流的影响可能不同.首先,本文基于实验方法和仿真方法,对铜带复合在CSS不同部分的电磁特性展开研究.随后,基于响应面分析法量化了不同复合结构的具体效果.最后通过分析复合CSS和普通堆叠的临界电流差异和交流损耗差异,来验证铜带复合CSS的电磁性能优势.

    REBCO带材倾斜堆叠铜带复合优化分布交流损耗

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    Ba-122铁基超导带材扭转下临界性能研究

    何文宇刘方刘华军施毅...
    7-12页
    查看更多>>摘要：为推动铁基超导带材实用化发展,本文研制出一种在铁基超导带材纯扭转测试装置,分析了 7芯Ba1-xK,Fe2As2(Ba-122)带材在扭转应变下临界性能变化.带材临界电流在扭转应变下会出现衰退行为,并且随扭转应变增大而减小.四对电压信号测量结果一致,表明扭转变形均匀.以95％的初始临界电流为临界扭转标准,带材临界扭转角为120°,相应的临界剪切应变为0.86％和临界扭转螺距为240 mm.扭转应力会损伤超导芯,导致带材临界载流性能降低.

    铁基超导材料Ba-122临界性能扭转

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    基于准各向同性股线的管内电缆导体的弯曲和扭绞力特性分析

    郑砚好王银顺李明燕胡成洋...
    13-21页
    查看更多>>摘要：高温超导管内电缆导体(CICC Cable-in-Conduit Conductor)在高磁场和大型磁体(如加速器和未来的聚变能装置)中具有广阔的应用前景,为使其能够承受大的洛伦兹力并在低温下能够工作,高温超导CICC需要有较高的机械稳定性和热稳定性.本文分析了基于准各向同性股线(Q-IS Quasi-Isotropic Strand)的CICC的力学性能,包括弯曲半径、扭转节距和临界电流之间的关系,采用模拟计算的方法得到了 CICC在弯曲、扭转载荷及其复合载荷作用下的应力分布以及临界弯曲半径和临界扭矩,所得的临界弯曲半径和临界扭矩对大型磁体在高磁场和低温电流引线下的应用具有重要意义.

    临界电流CICCQ-IS临界弯曲半径临界扭矩

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    MOCVD技术在MgO基底沉积YBCO薄膜缓冲层LaMnO3研究

    陈建华王其琛夏钰东赵睿鹏...
    22-31页
    查看更多>>摘要：在MgO基底使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法直接制备YBa2Cu3O7-δ会出现MgO和YBCO晶格失配较大的问题,从而影响薄膜的生长和超导器件的制备.缓冲层的引入是一种可靠的解决手段.本文基于MOCVD技术,在MgO基底上生长LaMnO3缓冲层,用以解决YBCO薄膜混合生长模式的问题,并通过改变MOCVD系统的氧气流量和沉积温度等沉积参数,采用如XRD,SEM,AFM等多种分析测试方法研究LMO缓冲层的结构取向和表面形貌.结果表明:当沉积温度为800℃,氧气流量为1 000 sccm时,所制备的LMO缓冲层的结构取向最佳,缓冲层上生长的YBCO薄膜Φ扫描曲线出现四个相距90°的独立尖峰,YBCO在LMO缓冲层上只有一种生长方向,LMO缓冲层能够解决YBCO在MgO衬底上混合生长模式的问题,从而提高YBCO薄膜质量和性能.

    MOCVDYBCOLaMnO3缓冲层

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    CRAFT背场线圈磁体及杜瓦的力学特性分析

    李晨阳许爱华韩厚祥赵海阔...
    32-39页
    查看更多>>摘要：背场线圈和杜瓦对CRAFT系统的运行具有重要影响.为了确保系统运行的稳定性,本文基于无力矩理论、线性振动理论和随机振动理论并采用有限元法,对杜瓦和背场线圈的静力学特性、模态响应和随机振动特性进行了研究,研究结果表明磁体系统在地震载荷的冲击下将会产生较大的变形.为此,以磁体及杜瓦的变形为优化目标,采用优化设计方法对磁体及杜瓦在不同载荷下的响应进行研究,从而获得最优设计方案.该研究工作将为后续超导磁体测试平台的加工制造以及抗震优化设计提供理论指导.

    CRAFT背场线圈杜瓦地震分析

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    螺旋波纹管流动特性试验研究

    黄华焦婷黄逸佳苏磊...
    40-47页
    查看更多>>摘要：螺旋波纹管尺寸参数与流体在其内部的压损之间的关系尚未明确,针对超导电缆用的Φ40 mm以上的大尺寸波纹管也缺乏相应的试验数据.本文搭建了大尺寸波纹管流动特性试验平台,并参照已有的超导电缆结构,对标称外径分别为Φ 90 mm和Φ 60 mm、尺寸规格不同的四个空芯螺旋波纹管样品进行水介质的流动特性试验研究,从试验上得到了不同流量下的压损数据.结果表明,波纹管内压损随流速的增大呈接近于平方的关系增大.在流速相同情况下,外径规格相同的样品,波深越深,压损值越大;波深相同的样品,外径越小压损越大.利用上述试验数据,推导出每个样品摩擦系数f与雷诺数Re的关系式.关系式计算值与实验值最大偏差值为16.77％,可在一定误差范围内对摩擦系数f进行估算.

    超导电缆螺旋波纹管流动特性压力损失

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    平衡型节流器件中液氮流动实验研究

    刘海飞陈虹邱一男梁秋立...
    48-53页
    查看更多>>摘要：以平衡型节流器件为主要部件的多孔节流流量计在低温液体流量测量上具有显著优点.本文搭建了真空可视化实验平台,采用高速相机对以液氮为工质的水平管内流动形态进行了观察,并分析了液氮在平衡型节流器件中的流动特性,结果表明:液氮进入常温管道后,依次出现了单相气氮流动(分为常温单相气氮和低温单相气氮流动)、气液分层流、波状流、弹状流、单相液氮流动等流型;实验标定的节流器件流出系数在流量测量范围内保持稳定;液氮流经平衡型节流器件后的永久压力损失随着速度增大而增加,并呈良好的抛物线形关系.

    平衡型节流器件液氮流型流量测量

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    基于低温氦气循环换热的TMS内冷系统设计研究

    张璐张展周超赵川漪...
    54-59页
    查看更多>>摘要：经颅磁刺激线圈工作中伴随大量交流热损耗,文章提出了一种基于低温氦气循环换热设计,以应对TMS线圈应用中不断提高的脉冲电流幅值和频率.本文设计了一种由中空铜线绕制而成的TMS八字形线圈,采用液氮预冷及低温氦气协同冷却的机制实现线圈高效换热,并通过构建传热平衡方程及电磁热流多物理场耦合仿真对TMS线圈的刺激过程进行了分析研究.结果表明,与未加换热时相比,经由氦气换热后的刺激线圈整体热损耗降低了 70％,实现了 TMS线圈的低损耗与高效换热,验证了基于低温氦气循环换热设计可以在TMS系统中应用.

    TMS八字形线圈流动换热低温氦气热损耗

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    新型槽肋结构液冷板性能研究及全CFD模型优化

    朱佳慧王俊博毛佳妮
    60-67页
    查看更多>>摘要：为了提升动力电池热管理性能,本文提出了一种以离散、倾斜和交替排列为分布特征的槽肋结构液冷板,其中槽结构用于强化冷却液和内壁面换热,肋结构用于引导流体流动并支撑流道空间.以方形锂离子电池组为研究对象,利用Comsol建立传热流动仿真模型开展数值模拟研究.结果表明,槽结构可使液冷板内部形成纵向旋流提升换热能力,肋结构可有效均衡流量分布提升温度均匀性,相比传统直流道液冷板,新型液冷板的电池组最高温度和接触面温度标准差分别下降了 1.04℃和0.433 6℃,进出口压差则仅增加7.8 Pa.此外,本文将液冷板内部划分为棋盘式空间,采用全CFD模型结合单目标遗传算法获得槽肋单元在液冷板中的最优分布,相比初始方案,优化后电池组最高温度仅增加了 1％,但温度标准差和压差分别下降了 33％和9％,具有优异的综合性能.

    动力电池液冷板全CFD模型纵向旋流单目标遗传算法

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    基于等效电路低温推进剂加注系统固有频率分析

    王勇钱华梁文清疏志勇...
    68-74,102页
    查看更多>>摘要：系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率,该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律.研究表明,加注系统的固有频率与加注管道长度有关,在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了 22.5％,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小.研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据.

    低温推进剂流体管路系统固有频率等效电路

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