2020年4月25日10点05分

可以用发热功率代替温度来表示当前状态

某处的温差是向内所有的功率造成的温差,取和之后再计算即可

计算结果

项目 图案 说明
输入电流 正常
电压 上升正常
输出环向电流 问题:最外侧一匝的环向电流不对
磁场 持续上升,此时已经失超了
功率图像 632s
发热功率数值 632s

2020年4月24日19点27分
D区计算完成时间:
A区计算完成时间:
符合预期,两个结果文件大小一样看起来计算结果一致
出错! 时间间隔设置错误!
重算! dt = 0.02 N = 1800 预计时间1800 × 24/3600 = 12小时 预计磁场时间 1800×0.02 = 36秒 预计磁场时间终点 632s

项目 数值
dt(s) 0.02
N 1800
预计计算需要时间(h) 12
计算此题过程(s) 36
预计磁体终末时间(s) 632s
当前时间 2020/04/25 08:39:11
当前磁体时间(s) 628.88

2020年4月24日18点16分

项目 图案 说明
(150,7)温度变化 突变的位置为时间间隔突变导致
596s时间点温度分布 问题挺大的
最开始的温度分布 还是能看到特征点的温度比较高.推测是因为温度变化太小而功率太大,所以应该减小迭代系数
IC = 10e-5 n = 100 看看
IC = 10e-5 n = 1000 再看
IC = 10e-7 n = 100 貌似过头了
IC = 10e-6 n = 100 看起来很典型
IC = 10e-6 n = 200 没啥区别
IC = 5*10e-7 n = 100 有点意思
IC = 3*10e-7 n = 100 只是针对这种情况,由于功率太小而温度变化太大导致不收敛的问题
IC = 3*10e-7 n = 500 有明显变化,说明500次迭代不够
IC = 3*10e-7 n = 10000 说明各个位置的温度收敛特性不同,不能一概而论,设想在迭代过程中改变迭代系数

2020年4月23日21点12分
结果分析

项目 图案 说明
输入电流 最内侧节点
输出电流 电流明显变化
电流放大 最外侧
电流再放大 推测是径向电阻太大导致模型失效
电压 总电压
初始电压 0.29mV
电压上升过程 5.6mV
失效过程
不可见过程 电压是由径向电流算出来的
磁场过程
磁场无效化 磁场由环向电流计算出来的
选定时间节点 596s,节点2856
596s环向和径向电流 明显有充电特征
411s,1006 注意临界电流更低的点

温度可视化

示意图

节点2856处的温度

可以看到整体明显上升

接下来从找出的节点开始计算即可


当我们讨论失超的时候,我们在讨论什么

  1. 将临界电流条件设置得更加符合现实
  2. 将散热条件中的上下表面散热去掉,上下表面散热条件很差
  3. 温度的过程可以后面再算

全新临界电流

全新电流过程

30A保持400秒,1/0.01 + 3/0.03 + 10/0.1 + 50/0.5 + (400-50-10-3-1)=736
开始以0.1A/s的速率上升到80A:(80-30)/0.1 = 500s
1/0.01 + 3/0.03 + 496/0.1=5160
总的循环次数
5160+736=5896


2020年4月20日11点28分

数据处理

  1. (150,7)位置温度变化
  2. 总电压变化
  3. 输入电流
  4. (150,7)径向电流
  5. 终点径向电流
  6. 终点环向电流
  7. 33.1400s各个节点总电流

环向电流异常变化的原因是什么?

原来是画图出错了,内径比设计值要小
解决问题,reshape变为两行两列

环向电流和径向电流

计划将图形窗口分块也写入可视化函数

完成!


2020年4月17日18点38分
停止A区的计算,下次可以接着计算,即使特征变化了也可以用

进行磁场和电压计算
保存为record_20200417.mat

项目 图案 说明
电流 I-t图像
电压 中断于140.91s
中心磁场 环向电流变化较小
温度 (150,7)节点
径向电流 2000位置
环向电流 2000位置

2020年4月16日21点36分
尝试36份
预估计算准备一个半小时
11点开始计算
实际计算时间

一个循环18s

一共6400循环,6400*18.2/3600 = 33小时
尝试使用A分区的机器 时间35s更长

计算开始时间 23:25 对应第八次循环
24:05 对应105循环
每小时146循环,每次循环24.66s

时间24+7:09,对应1115个循环,也就是一个小时146个循环,即43.83个小时


2020年4月16日18点26分

20个循环需要多长时间计算


2020年4月15日21点21分

增加计算的细密度

计算流程

  1. 确定基础设置与环境变量
    设置函数包括: 单饼属性single_pancake_parameter.m;接触热阻Thermal_contact_resistance.m;材料的物理属性Thermophysical_Properties_of_Material.m;环境温度External_temperature.m
  2. 进行计算准备
    需要用到的计算数据主要有:互感矩阵tools\Single_pancake_Mutual_inductance_Matrix.m;径向电阻参数tools\Single_pancake_Radial_resistance_Matrix.m;自场垂直分量计算矩阵tools\tool_self_Vertical_Magnet_field_Matrix.m;单饼中心磁场计算矩阵tools\tool_Single_pancake_Central_Magnet_field_Matrix.m
  3. 设定电流过程
    设定电流过程用到的子程序主要有:电流控制fun_Current_Control.m;时间间隔控制fun_Time_Interval_Control.m
  4. 导入准备好的数据并开始计算
    计算过程中用到的子程序主要有:电流发热fun_Current_Heat.m;温度变化fun_Temperature_change.m;温度影响环向电阻fun_Circle_Resistance_Matrix
  5. 记录数据
    记录数据用到的子程序主要有:电压记录fun_Voltage_Single_pancake.m
  6. 数据处理
    数据处理用到的子程序主要有:电流可视化fun_Current_Visualization.m

2020年4月15日07点25分


2020年4月10日10点13分

电流变化

电压变化


环向电阻影响时间常数,一个坏点如何影响双饼的整体电压电流特性呢?
时间常数tao = L/(R1+R2)。随着环向电阻的升高,单饼的时间常数变小

中心磁场变化

关注节点环向电流变化

关注节点径向电流变化

300s时候的径向电流

300s的时候某一位置(1:15:end)的径向电流


300s环向电流

300s的时候某一位置(7:15:end)的径向电流

300s的时候某一位置(1:15:end)的径向电流

(4:15:end)径向电流

(11:15:end)径向电流


2020年4月9日14点20分

节点[150,7]临界电流为45.62

其他结点的临界电流为100
重点关注节点[149,7][150,7][151,7][150,6][150,8][150,15][150,1]
注意节点[150,7]节点为由内向外,第151匝,第7节点

时间控制电流


2020年4月8日19点57分
中心磁场变化

总电压变化

输入电流变化

温度不行

最终的环向电流

最终的径向电流

节点[150,7]的环向电流和径向电流

节点[0,15]的环向电流和径向电流

最外侧节点的幻像电流和径向电流


2020年4月7日08点53分


2020年4月3日15点45分

计算3000号电流元处的垂直磁场

计算3000号电流元处的环向电流变化

image-20200403154657832


2020年4月3日09点50分

垂直场与临界电流之间的关系:

$$y=117.2 x^{2}-166.6 x+78.38$$

image-20200403095250826

image-20200403095718822


2020年4月2日08点45分


2020年4月1日17点33分


2020年4月1日16点57分


2020年3月27日09点11分

新一轮仿真

这次接近临界电流试试
从45A~50A, 每秒0.1A,一共50秒,每秒50次循环,一共2500次循环。
45A保持50秒,每秒10次循环,一共500次循环
47A保持50秒,每秒10次循环,一共500次循环
50A一直保持,前10秒每秒100次循环,一共1000次循环

过程

name 1 2 3 4 5
电流 45 45~47 47 47~50 50
时段 50 20 50 20 50
时间点 50 70 120 140 190
dt 0.1 0.04 0.1 0.04 0.1
循环次数 500 500 500 500 500

磁场运算7600秒,必须改进

电流变化

电压变化

磁场变化

B-V 变化


2020年3月26日13点52分

临界电流:45.62A
n值:7.69
判据:10uV/m
V = 10e-6.l.(I/45.62)^7.69
R = 10e-6.*l.*I.^6.69.*45.62.^7.69


2020年3月26日10点02分

磁场计算时间

计算两组磁场大约需要181秒,每组磁场大约需要90s

计算结果与之前的计算结果一致

算一个80步的结果出来,大约要120分钟

实际运行7504秒,是80秒时长的41.6倍,符合预期


2020年3月25日07点58分

今日计划

电流过程

图片二


2020年3月24日14点44分


2020年3月24日13点36分
下一步是构成循环


2020年3月24日11点01分

互感矩阵确实出现问题已解决

计算成功!

时间34s
100s总时间341001000=3.4e6s=944h



用超算计算很快


2020年3月24日08点35分
解方程矩阵奇异

  1. 检查互感矩阵
  2. 检查方程构成
  3. 多尺度方程

2020年3月20日10点02分

解决矩阵奇异问题

矩阵奇异导致方程组无法解开

预期解决方法

  1. 重新检查方程构成
  2. 重构元素互感矩阵,特别注意互感正负
  3. 尝试以di代替i,解出电流变化值,而非电流值

2020年3月19日16点12分

电路模型

基尔霍夫电流定律

基尔霍夫电压定律


2020年3月19日10点22分

双饼测试参数

参考电阻率70uΩ·m^2
$$
{70\times {10}^{-10}}{{\Omega} \cdot {{m}^{2}}}
$$

总径向电阻 = L/T = 4.497543383968163e-04 Ω/4.554902376240633e-04

径向电阻率

$$
\rho = 6.463743936476562\times {10}^{-10} {{\Omega} \cdot {{m}^{2}}}
$$
$$
\rho = 6.546178680702746\times {10}^{-10} {{\Omega} \cdot {{m}^{2}}}
$$


2020年3月19日09点26分

计划


公式测试

$$
7.83\times {{10}^{-2}}{\Omega }\diagup{{{m}^{2}}}
$$
$$
7.83\times {{10}^{-2}}{{\Omega }/{m}^{2}}
$$

复制粘贴之后去掉头尾的[]\然后隔行用$$包围起来即可


2020年3月19日08点21分

YBCO的径向电阻7.83uΩ/cm^2

即 7.83e-2 Ω/m^2

$
7.83\times {{10}^{-2}}{\Omega }\diagup{{{m}^{2}}};
$


2020年3月18日18点49分

等待各元素互感计算结果

从自感的对比来看,比例很均一为0.3809,这是由于计算方式导致的

总自感结果一致

从按匝排布的总互感对比来看,互感计算没有问题


2020年3月18日08点28分

垂直磁场函数计算时间

每匝分解份数 时间/s 时间/s 时间/s
10 2 3 2.26
20 402 102 244
15 11.22 13.04 6.56

15份结果

1

20份结果

3


2020年3月17日11点04分


2020年3月16日10点18分

计划

问题

直导线的自感阻碍电流增加?

回答

自感与互感的和应当为正,在计算中减去这个值与电流变化的乘积


2020年3月14日19点02分

组会收获


2020年3月13日14点34分

SMM计算结果

分享文件: SMM.txt
链接地址:https://pan.cstcloud.cn/s/wj6eRYBORaY 过期时间:2020-03-20 14:30:49


2020年3月13日13点09分

组会

组会报告20200307...秦朗.pptx 提取密码:9CAY 过期时间:永久有效
组会代码:800712399


2020年3月12日17点31分

椭圆积分的参数为k^2,此处出错,必须大改

椭圆积分


2020年3月11日10点06分

不同高度间距下的整匝之间的互感

不同高度下的弧线段之间的互感


21点19分

整个磁体的自感和互感没有计算


2020年3月9日18点49分

串联线圈的自感L=L1+L2+2M

多个线圈为矩阵元素的和


2020年3月9日11点05分

计划是首先计算中轴线上的磁场,然后计算空间任意位置的磁场,最后计算单饼内部的磁场


2020年3月6日10点45分

计算200A 10V的情况下上下表面散热功率和温度关系。

结论:散热良好的情况下,双饼平均温度比环境温度高2.28e-4K


2020年3月3日10点37分

通过计算得到每一个节点温度改变1K所需功率——即散热功率,对比此节点的输出功率,即可得到节点的温度改变值。而散热功率的一部分(在下一个循环中)会被计入周边节点的输入功率


2020年3月2日17点37分

接下来就是热量导致温度变化


2020年3月2日11点14分

改变了节点的位置模式,从两层之间改编为每匝中间,从而简化了矩阵构成


6面面积计算函数有待调试

是上传失误,函数没问题