Stress analysis in superconducting bulk during pulsed field magnetization
下屋敷 郁陽, 藤代 博之, 内藤 智之 （岩手大）； Ainslie Mark （Cambridge 大）
Abstract:超電導バルクは磁場中冷却着磁(FCM)により高い着磁特性を持つ一方で、着磁過程において電流磁気相互作用により電磁応力を受けて破壊挙動を示す。バルクの破壊挙動のメカニズムの理解は、今後の超電導バルク応用や更なる捕捉磁場向上において重要な課題である。一方、バルク応用に関しては装置が比較的安価で小型化可能であるとして、パルス着磁(PFM)の利用が望ましい。Wuらはパルス着磁中のバルクの破壊挙動についてシミュレーション解析を行っている[1]が、バルクの超電導電流密度Jcの定義にはKimモデルを用いている。しかし、Jcの決定には実際のバルクのJcを再現しJirsaモデルを用いることで、現実のバルクの破壊挙動の推定が可能と考えられる。よって、本研究では有限要素法を用いて、電磁場―応力解析を行い、パルス着磁過程における超電導バルクの捕捉磁場・発熱・電磁応力を算出した。これにより、パルス着磁中のバルクの破壊挙動を解析的に明らかにし、効果的な補強方法の検討を行う。
[1] Haowei Wu et al., Supercond. Sci. Technol. 31 (2018) 045008 (15pp)