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三次元有限要素法による交流用超電導線の最適構造設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 01550224
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 電力工学
研究機関岡山大学

研究代表者

高橋 則雄  岡山大学, 工学部, 助教授 (40108121)

研究分担者 藤原 耕二  岡山大学, 工学部, 助手 (20190093)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1990年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1989年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード超電導 / 最適構造 / 有限要素法 / 結合損失 / 結合電流
研究概要

交流用超電導線の新しい三次元渦電流解析法を開発して、結合損矢を計算するとともに、実際の超電導線の結合損失を測定し、計算値との比較を行って、損失算定法の妥当性を検討した。さらに、本解析法を用いれば、超電導線の最適構造の検討が可能であることを示した。本研究の成果を要約すれば、以下のようになる。
1.超電導線の新しい三次元渦電流解析法の開発
交流用超電導線は、多数の極細線がツイストされた構造になっている。このような極細多芯超電導線を一本の異方性導体として取り扱うための実用的な解析法を開発した。
2.三次元解析用プリプロセッサの開発
複雑にツイストされた交流超電導線の三次元分割図を、グラフィックディスプレイを用いて、会話形式で作成できるシステムを開発した。
3.交流損失の実測
60Hzで励磁が可能な交流超電導マグネットを作成し、実際の超電導線の結合損失をピックアップコイル法を用いて測定した。二周波法を用いれば、ヒステリシス損失と結合損失に分離できることも実証した。また、素線間の接触低抗が、結合損失に大きく影響することを示した。さらに、結合損失の測定値を計算値と比較し、結合損失算定法の妥当性を検討した。
4.超電導線の最適構造の検討
三次元渦電流解析法を用いて、磁界、結合電流分布の解析を行うとともに、超電導線の導体構成や、周囲の安定化材が結合損失に及ぼす影響を明らかにした。これらの解析より、損失が最小になる超電導線の最適構造の検討が、数値シミュレ-ションによって可能であることがわかった。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] 高橋 則雄: "交流超電線の三次元うず電流解析を行う際の境界条件の検討" 第42回低温工学・超電導学会予稿集. 28- (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "交流超電導線内の結合電流の三次元解析" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 869- (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄 藤原 耕二: "Octree法とDelaunay法を併用した三次元自動分割アルゴリズムの開発" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 804- (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄 藤原 耕二: "ペナルティ法を用いたゲ-ジ条件の考慮法の検討" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 797- (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄: "有限要素法による超電導線の三次元うず電流解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー36 RMー90ー48. 113-122 (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄: "ツイストより線で構成された超電導線のマクロな導電率" 平成2年度電気関係学会中国支部連合大会講演論文集. 36- (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "アモルファス金属磁心の極低温における磁気特性" 第14回日本応用磁気学会学術講演概要集. 340- (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "大電流用超電導線の結合損失の三次元解析" 1990年度秋季低温工学・超電導学会予稿集. 237- (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄,藤原 耕二: "三次元分割図作成アルゴリズムの改良" 日本シミュレ-ション学会第9回シミュレ-ションテクノロジ-コンファレンス講演論文集. 61-64 (1990)

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  • [文献書誌] 高橋 則雄: "3ーD FINITE ELEMENT ANALYSIS OF COUPLING CURPENT IN MULTIFILAMENTARY AC SUPERCONDUCTING CABLE" Proceedings of Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation. (1991)

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  • [文献書誌] 藤原 耕二: "Recent Progress in Numerical Analysis for Electromagnetic Devices" IEEE Trans.on Magnetics. (1991)

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  • [文献書誌] 藤原 耕二: "辺要素を用いた三次元磁界解析" 第2回電磁界数値解析に関するセミナ講演論文集. 7-21 (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "交流用超電導線の結合損矢の三次元解析及び実験" 1991年度春季低温工学・超電導学会予稿集. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, K. Muramatsu, Y. Fujii and M. Kitagawa: ""Boundary Conditions for 3-D Eddy Current Analysis of AC Superconducting Wire"" Papers of Autumn Convention of Cryogenic Society of Japan. 28. (1989)

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  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, K. Muramatsu, Y. Fujii, M, Kitagawa and J. Takehara: ""3-D Analysis of Coupling Currents in AC Superconducting Wire"" Papers of National Convention of IEE of Japan. 869. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, K. Fujiwara and T. Hasegawa: ""Development of 3-D Automatic Mesh Generator Using Octree Subdivision Procedure and Delaunay Tessellation Procedure"" Papers of National Convention of IEE of Japan. 804. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Muramatsu, T. Nakata, N. Takahashi and K. Fujiwara: ""Investigation of Gauge Condition Using Penalty Method"" Papers of National Convention of IEE of Japan. 797. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, Y. Fujii, K. Muramatsu, M. Kitagawa and J. Takehara: ""3-D Finite Element Analysis of Eddy Current in Superconducting Wire"" Papers of Combined Technical Meeting on Static Apparatus and Rotating Machinery. SA-90-36 RM-90-48. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Takahashi, T. Nakata, Y. Fujii, S. Ikeuchi, K. Muramatsu, M. Kitagawa and J. takehara: ""Macroscopic Conductivity of Multifilamentary Superconducting Wire"" Papers of Combined Convention of Chugoku Branch of IEE of Japan and Related Institutes. 36. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, M. Nakano and M. Seno: ""Magnetic Characteristics of Amorphous Cores at Very Low Temperature"" Papers of National Convention of Magnetics Society of Japan. 340. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Takahashi, T. Nakata, Y. Fujii, K. Muramatsu, M. Kitagawa and J. Takehara: ""3-D Analysis of Coupling Currents of Superconducting Cable of Heavy Current"" Papers of Autumn Convention of Cryogenic Society of Japan. 237. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata, N. Takahashi, K. Fujiwara and T. Imai: ""Improvement in Algorithms for 3-D Finite Element Mesh Generation"" Papers of Simulation Technology Conference, Simulation Society of Japan. 61. (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Takahashi, T. Nakata, Y. Fujii, K. Muramatsu, M. Kitagawa and J. Takehara: ""3-D Finite Element Analysis of Coupling Current in Multifilamentary AC Superconducting Cable"" Proceedings of Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation. PB-01. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakata and K. Fujiwara: ""Recent Progress in Numerical analysis for Electromagnetic Devices"" IEEE Trans. on magnetics. MAG-27. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Fujiwara: ""3-D Magnetic Field Analysis Using Edge Element"" Proceedings of Second Seminar on Electromagnetic Field Analysis. 7. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Takahashi, T. Nakata, M. Nakano, Y. Fujii, S. Ikeuchi, K. Muramatsu, M. Kitagawa and J. Takehara: ""3-D Analysis of Coupling Loss in AC Superconducting Wire and Experiments"" Papers of Spring Convention of Cryogenic Society of Japan. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "有限要素法による超電導線の三次元うず電流解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー36,RMー90ー48. 113-122 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "ツイストより線で構成された超電導線のマクロな導電率" 平成2年度電気関係学会中国支部連合大会講演論文集. 36 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "アモルファス金属磁心の極低温における磁気特性" 第14回日本応用磁気学会学術講演概要集. 340 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "大電流用超電導線の結合損失の三次元解析" 1990年度秋季低温工学・超電導学会予稿集. 237 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 則雄 藤原 耕二: "三次元分割図作成アルゴリズムの改良" 日本シミュレ-ション学会第9回シミュレ-ション テクノロジ-コンファレンス講演論文集. 61-64 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 則雄: "3ーD FINITE ELEMENT ANALYSIS OF COUPLING CURRENT IN MULTIFILAMENTARY AC SUPERCONDUCTING CABLE" Proceedings of Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原 耕二: "Recent Progress in Numerical Analysis for Electromagnetic Devices" IEEE Trans.on Magnetics. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原 耕二: "辺要素を用いた三次元磁界解析" 第2回電磁界数値解析に関するセミナ 講演論文集. 7-21 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄: "交流超電導線の三次元うず電流解析を行う際の境界条件の検討" 第42回低温工学・超電導学会予稿集. 28 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄: "交流超電導線内の結合電流の三次元解析" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 869 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄、藤原耕二: "Octree法とDelaunay法を併用した三次元自動分割アルゴリズムの開発" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 804 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄、藤原耕二: "ペナルティ法を用いたゲ-ジ条件の考慮法の検討" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 797 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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