| 研究概要 |
多薄層近似を用いて高温超伝導体をモデル化すると,遮蔽電流密度の振る舞いは連立微積分方程式によって記述できる.有限要素法と完全陰解法を用いて離散化すると,同方程式の初期値・境界値問題は各時間ステップで非線形代数方程式を解く問題に帰着する.筆者等はこの非線形方程式を高速かつ安定に解くための手法として適応的減速Newton法を既に開発していたが,本年度は,同法の不足緩和係数に下限を設定することにより,同法の更なる高速化に成功した.さらに,改良型適応的減速Newton法を軸対称遮蔽電流密度の解析コードに実装した.
交流磁場下にある超伝導ディスク内を流れる遮蔽電流密度の時間変化を上記軸対称コードを用いて計算し,遮蔽電流密度が生成する磁場のスペクトル解析を行った.その結果,印加磁場振幅を増加するに伴い,奇数次の高調波のみが励起されることが明らかになった.特に,第3高調波は印加磁場振幅がある特定の値を越えたときに急激に立ち上がる.また,計算結果によれば,磁場振幅がこの値を越えたとき,磁束フローが超伝導体全域で起きている.この結果より,超伝導ディスク全域で磁束フローが生じているのを第3高調波の立ち上がりから検出できることが判明した.
上記軸対称2次元コードで得られた方法論を先にして,現在,3次元コードの開発を開始している.現段階では,磁束フロー・磁束クリープモデルを用いて,軸対称コードの解析結果を再現できる状態にある.
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