高磁场超导磁体科学2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

高磁场超导磁体科学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 超导磁体科学技术的发展和应用1

1.1 超导电性的基本现象和相关的理论1

1.1.1 超导体的发现1

1.1.2 超导体的基本特性3

1.1.3 超导电性的二流电子模型6

1.1.4 超导体的伦敦方程7

1.1.5 金兹堡-朗道理论——G-L方程7

1.1.6 超导体的BCS微观理论9

1.2 实用化的超导线材的基本特性和发展趋势10

1.2.1 铌钛超导线材——NbTi/Cu11

1.2.2 A15型化合物铌三锡和铌三铝超导线材13

1.2.3 Bi系、Y系和MgB2高温超导带材16

1.2.4 Chevrel相超导体20

1.2.5 实用化的超导线／带材的临界电流密度和磁感应强度之间的关系21

1.3 超导磁体科学技术及其应用24

1.3.1 高磁场核磁共振谱仪和人体核磁共振成像系统及强场生物医学效应25

1.3.2 高磁场高能加速器磁体27

1.3.3 高磁场受控热核聚变超导磁体28

1.3.4 配置在大科学平台上的强磁场装置——散裂中子源29

1.3.5 用于混合磁体和科学仪器的极高磁场超导磁体31

1.3.6 实现材料科学研究的高磁场超导磁体系统34

1.3.7 空间探测和辐射防护高磁场超导磁体系统35

1.3.8 超导电工技术应用36

1.4 高磁场超导磁体技术发展面临的技术挑战37

参考文献43

第2章 高磁场超导磁体的电磁场逆问题44

2.1 高磁场超导磁体的电磁场理论44

2.2 块状导体的磁感应强度47

2.3 螺管形线圈的磁场分布53

2.3.1 环形电流丝的磁感应强度54

2.3.2 螺管线圈的磁感应强度57

2.3.3 不完整的螺管线圈的磁感应强度62

2.3.4 矩形截面的椭圆形线圈磁感应强度的分布66

2.4 高均匀度螺管形超导磁体68

2.5 高磁场超导螺管形线圈设计的一般考虑72

2.6 加速器超导磁体的磁场79

2.7 高磁场超导磁体电磁设计的数学优化方法88

2.7.1 序列二次规划算法89

2.7.2 模拟退火优化算法91

2.7.3 遗传优化算法（GA）92

2.7.4 遗传优化算法和传统搜索方法的对比97

2.7.5 遗传优化算法在非线性规划中的应用98

2.7.6 优化方法的改进及相互结合100

2.8 高温超导磁体电磁设计105

2.9 高磁场核磁共振谱仪和人体核磁共振成像超导磁体109

2.10 球坐标系下磁场的目标场方法118

2.11 传导冷却的超导磁体和加速器二极磁体129

参考文献136

第3章 高磁场超导磁体的机械稳定性139

3.1 高磁场超导磁体机械稳定性的有限元分析方法139

3.1.1 应力／应变关系140

3.1.2 轴对称条件下应力与应变143

3.1.3 元素积分点的应力与应变145

3.1.4 材料的非线性问题145

3.1.5 ANSYS分析非线性应力问题146

3.2 螺管线圈的热机械和电磁条件下应力、应变特性147

3.3 多螺管线圈的平面应力／应变的分析（GPS）157

3.4 极高磁场超导磁体的弹塑性分析理论163

3.5 极高磁场超导磁体的弹塑性FEA模型169

3.6 高磁场超导线的电和热机械效应178

3.7 高温超导线圈的热和电磁应力分析185

3.8 实验和数值模拟超导绕组的机械特性188

3.9 加速器超导磁体的机械结构191

参考文献196

第4章 超导体的磁热稳定性理论198

4.1 非理想Ⅱ类超导体及临界态模型198

4.2 磁通跳跃的绝热稳定化理论201

4.3 动态稳定化理论209

4.4 低温稳定化理论216

4.5 超导复合带／薄膜的本征稳定理论226

4.6 圆柱形截面超导复合线材的本征稳定理论232

4.7 超导薄膜的热稳定性236

4.8 高温超导薄膜的本征稳定性238

4.9 超导线的基材与超导体截面积之比对于磁体稳定性的影响241

4.10 高温超导体的指数损耗和电流衰减245

参考文献247

第5章 超导体的交流损耗248

5.1 超导和常规电力机械的损耗比较248

5.2 超导体的磁滞损耗249

5.2.1 一维矩形超导块的磁滞损耗251

5.2.2 轴向磁场中圆柱形超导块的磁滞损耗255

5.2.3 横向磁场中圆柱形超导块的磁滞损耗255

5.2.4 具有传输电流的超导块的磁滞损耗257

5.3 超导线材在横向磁场中的耦合损耗259

5.3.1 超导复合线的耦合时间常数260

5.3.2 临界磁感应强度对时间的变化率262

5.3.3 横向磁场中耦合损耗的计算263

5.4 多截面复合超导线材在横向磁场中的耦合时间常数264

5.5 超导线材在横向磁场中的穿透损耗267

5.6 具有直流传输电流的超导多丝块的附属损耗269

5.7 高温超导带材AC损耗的有限元分析技术274

5.8 超导电缆的电流分布和损耗282

5.9 超导线的自场磁滞损耗289

5.10 多丝超导股在横向和纵向磁场中的磁热稳定性290

5.11 考虑纵向磁场的多重超导电缆的设计298

参考文献299

第6章 超导磁体系统的失超保护技术302

6.1 超导磁体失超的产生302

6.2 超导磁体的保护和检测电路304

6.3 绝热稳定化超导磁体的失超零维分析方法308

6.4 绝热稳定化超导磁体的失超传播速度310

6.5 绝热稳定化小型超导磁体中横向正常区域的传播速度316

6.6 绝热稳定化的超导线圈的失超特性319

6.6.1 一维有界的正常区321

6.6.2 二维有界正常区域传播323

6.6.3 三维有界正常区域传播324

6.7 几种超导线圈失超保护电路分析327

6.8 绝热稳定化超导线圈失超数值分析发展337

6.9 绝热稳定化磁体失超的数值方法338

6.9.1 绝热稳定化三维螺管线圈的失超分析方法339

6.9.2 二维有限元分析超导磁体的失超问题343

6.10 失超分析程序4Quench346

6.11 饼状结构的超导线圈的失超传播348

6.12 高温超导薄膜和涂层导体内的正常区域的传播速度351

6.13 Bi系高温超导磁体的正常区域传播分析方法356

6.14 铝稳定化的超导体的稳定性和失超传播360

6.15 制冷机冷却的超导磁体在励磁时的稳定性和失超分析369

参考文献376

第7章 大规模CICC超导磁体失超和运行378

7.1 CICC导体失超研究的发展378

7.2 一维CICC超导体失超过程的物理模型和数学简化382

7.3 CICC超导体失超的解析解法394

7.4 具有中心孔的CICC导体稳定性403

7.5 CICC超导体失超的移动网格有限体元和有限元分析409

7.5.1 移动网格的有限体元方法410

7.5.2 移动网格有限元方法412

7.6 大规模KSTAR Tokamak瞬态运行的分析417

7.6.1 等离子放电过程中的感应电流417

7.6.2 超导绕组内的氦膨胀和热转换过程418

7.6.3 超导磁体系统的超导股和结构材料的交流损耗419

参考文献424

附录Ⅰ 超导和低温材料的物理参数426

Ⅰ.1 YBCO超导材料的基本物理特性428

Ⅰ.2 银的物理特性429

Ⅰ.3 Bi2223超导体的物理特性430

Ⅰ.4 低温超导材料及其稳态基材的物理特性431

附录Ⅱ 低温结构材料和超导材料的机械特性435

参考文献438