申请/专利权人：复旦大学

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117874941B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/20;G06F113/16;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及一种三维超导管内电缆导体冷却和失超模拟方法、设备、介质，方法包括如下步骤：构建包括多个节点的三维超导管内电缆导体的一维模型，构建矩阵方程并初始化模型参数；通过时间自适应计算迭代的时间步长，在该时间步长后通过网格自适应计算节点密度并更新所述一维模型的节点数量，通过插值求解所述矩阵方程更新一维模型的位置参量，将所述一维模型拓展至三维场景，基于预先获取的电缆导体尺寸数据，确定节点之间的接触关系，从三维角度计算节点之间交换的热量，完成本轮迭代，重复执行本步骤。与现有技术相比，本发明先考虑电缆导体一维模型的情况，然后再将一维模型拓展至三维场景，改善了仿真模拟过程。

主权项：1.一种三维超导管内电缆导体冷却和失超模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：构建包括多个节点的三维超导管内电缆导体的一维模型，构建矩阵方程并初始化模型参数；通过时间自适应计算迭代的时间步长，在该时间步长后通过网格自适应计算节点密度并更新所述一维模型的节点数量，通过插值求解所述矩阵方程更新一维模型的位置参量，将所述一维模型拓展至三维场景，基于预先获取的电缆导体尺寸数据，确定节点之间的接触关系，从三维角度计算节点之间交换的热量，完成本轮迭代，重复执行本步骤，其中，所述一维模型的建模和迭代过程包括如下步骤：基于一维液氦的质量、动量和能量平衡方程，以及导体和液氦之间的换热关系，建立如下的标准形式方程： ，其中m矩阵表示系数项，a矩阵用来描述氦中的波传播，矩阵g表示缆线导管的扩散贡献，矩阵s表示系统变量源项，矩阵q表示外部热源项矩阵表示位置参量；基于预先给定的边界条件和初始条件，通过有限元分析对外部热源项矩阵进行离散化处理，并在处进行牛顿插值： ，其中，和表示u在第i-1和i个节点上的取值；通过对矩阵m、a、g、s、q进行积分，构建位置变量关于时间的一阶常微分方程： ；利用隐式差分法进行时间得到，得到第n次迭代和第n+1迭代的变量关系式： ，其中，在0-1之间，表示为： ；基于所述变量关系式求解迭代后的位置参量，计算节点之间交换的热量的过程包括：针对节点，基于节点的位置，利用下式确定节点在电缆导体中的匝数和层数： ；利用下式匹配与节点上一层接触的节点： ；利用下式计算与节点同一层接触的内匝节点： ， ，其中，为节点的圆心角，分别为电缆导体的长度、管道宽度、绕制内径、绕制一层的匝数，满足当=时，，满足当=时，，通过计算满足上式的，计算同一层接触的内匝节点。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 复旦大学 三维超导管内电缆导体冷却和失超模拟方法、设备、介质

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