Численное моделирование термогидравлических процессов в элементах сверхпроводниковых магнитных систем и систем их криогенного обеспечения

• Автор: Шатиль, Николай Александрович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ДИНАМИКИ СЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ АНАЛИЗЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ИХ ЧИСЛЕННОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.1 Введение
1.2 Математические модели
1.2.1 Модель Channel
1.2.2 Модель Collector
1.2.3 Модели Conductor и Node
1.2.4 Модель Plate
1.2.5 Модель Current
1.2.6 Прочие модели
1.2.7 Теплофизические и термодинамические свойства
1.3 Численная реализация
1.3.1 Введение
1.3.2 Решение систем дифференциальных уравнений для 49 одномерных и нульмерных моделей
1.3.3 Решение двухмерного уравнения теплопроводности
1.4 Краткое описание программного комплекса VINCENT А.
1.5 Выводы

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕРМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВЕРХПРОВОДНИКОВ ТИПАКАБЕЛЬ-В-КОЖУХЕ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ КАНАЛОМ
2.1 Диагностика и измерение потерь энергии СВЧ методом
2.1.1 Введение
2.1.2 Принципы СВЧ диагностики свойств гелия в проводнике 65 типа кабель-в-кожухе с центральным каналом
2.1.3 Численные эксперименты в обоснование СВЧ методики 68 измерения потерь
2.1.4 Теоретический комментарий
2.1.5 Выводы
2.2 Стабильность проводников типа кабель-в-кожухе с центральным
каналом
2.2.1 Введение
2.2.2 Аттестация компьютерных программ по расчету стабильности
2.2.3 Верификация программы
2.3 Переход в нормальное состояние проводников типа кабель-в
кожухе с центральным каналом
2.3.1 Введение
2.3.2 Переход в нормальное состояние ТЕ7 проводника вставки проводника тороидальной обмотки
2.3.3 Выводы

ГЛАВА 3. СОВМЕСТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТНЫХ СИСТЕМАХ И СИСТЕМАХ ИХ КРИОГЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.1 Модельная катушка центрального соленоида (МКЦС) при работе
в нормальном режиме
3.1.1 Введение
3.1.2 Описание объединенной термогидравлической модели МКЦС
3.1.3 Результаты численных экспериментов
3.1.4 Сопоставление с расчетами по другим кодам и моделям
3.1.5 Выводы
3.2 Магнитная Система Тороидального Поля установки ІТЕЯ-ЕОК
3.2.1 Введение
3.2.2 Система охлаждения обмотки тороидального поля ІТЕЯ-

3.2.3 Модель системы охлаждения обмотки тороидального поля при нормальной работе
3.2.4 Результаты численных экспериментов без регулирования тепловой нагрузки на криогенную установку
3.2.5 Результаты численных экспериментов с регулированием нагрузки на криогенную установку
3.2.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Для решения данной системы уравнений в практически важных случаях (при разветвленной сети каналов) при численной реализации необходимо использовать итерационные методы. Поэтому на практике для получения необходимого стационарного решения при сложных конфигурациях применяется так называемый метод установления [62], в котором используются алгоритмы решения нестационарной системы (1.2.1.8)-(1.2.1.10) с разумными начальными условиями. Стационарное решение получается прогоном в течении некоторого времени, пока параметры не стабилизируются. При разумно выбранных начальных данных решение обычно получается за характерное время, определяемое отношением длины ветви и скорости звука.
Уравнения (1.2.1.8) - (1.2.1.10), дополненные уравнением состояния гелия р =fiP,H) [63] и граничными и начальными условиями, отмеченными выше, представляют собой замкнутую систему, полностью определяющую поведение сжимаемого потока в канале. Температура потока вычисляется по соответствующему уравнению Г=(р(Р,//) [63].
1.2.2 Модель collector
Математическая модель collector описывает процесс эволюции термодинамических параметров сжимаемой жидкости в объемах Q, фиксированного или изменяемого (ресиверы и др.) размера. Одна из функций модели состоит в выполнении роли узлового элемента при сочленении различных каналов и клапанов (вентилей) в сеть, являющуюся отображением моделируемой криогенной арматуры. Однако у модели имеются и другие более общие назначения, чем просто быть узловым элементом. Модель позволяет рассматривать термодинамические процессы в объемах с изменяемой емкостью (газгольдер и т.п.). Без ограничения можно считать, что модель одинаково справедлива как в случае однофазной