Badania nadprzewodników kompozytowych przy wymuszeniach elektromagnetycznych impulsowych za pomocą MES

Tytuł:

Badania nadprzewodników kompozytowych przy wymuszeniach elektromagnetycznych impulsowych za pomocą MES

Doktorant:

Sebastian Krosny

Promotor:

dr hab. inż. Bogusław Grzesik, prof. Pol. Śl.

Recenzenci:

prof. dr hab. inż. Tadeusz Janowski - Instytut Elektrotechniki

dr hab. Zygmunt Wokulski, prof. UŚ. - Uniwersytet Śląski

Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:

elektrotechnika

Data obrony rozprawy:

28 czerwca 2016 r.

Data nadania stopnia:

13 września 2016 r.

Streszczenie:

W niniejszej rozprawie doktorskiej omówiono model komputerowy do analizy struktur przewodów nadprzewodnikowych kompozytowych przy wymuszeniach impulsowych. Model komputerowy został opracowany z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS, bazującego na metodzie elementów skończonych MES. Opracowany algorytm modelu pozwala na odwzorowanie zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych w dowolnej strukturze przewodu nadprzewodnikowego przy impulsowym wymuszaniu prądu transportowego i impulsowym generowaniu pola elektromagnetycznego. W ramach rozprawy opracowano model 2D przewodu IMI A60/25 z nadprzewodnikiem NbTi w matrycy miedzianej uwzględniając nieliniowości wiążące parametry krytyczne nadprzewodnika. Otrzymane wyniki obliczeń komputerowych zweryfikowano eksperymentalnie wykorzystując dwa układy do impulsowych pomiarów prądu krytycznego: CRYO-BI-PULSE i KEPCO. Opisane badania eksperymentalne przeprowadzono w Laboratorium University of Cambridge Applied Superconductivity and Cryoscience Group (ASCG). Układ laboratoryjny KEPCO został zmodyfikowany przez autora umożliwiając zwiększenie amplitudy generowanego impulsu prądowego z 92 A do ~700 A przy równoczesnej możliwości regulacji czasu impulsu z przedziału od 0,1 ms – 32 ms. W rozprawie przedstawiono wyniki obliczeń w postaci rozkładów gęstości prądów, rozkładów temperatury, rozkładów indukcji magnetycznej i rozkładów potencjału pola elektrycznego. W Dodatku rozprawy zamieszczono przykładowe makro APDL ANSYS które może być wykorzystane do podobnych badań jak w niniejszej rozprawie.