• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実施状況報告書

高磁場・高温超伝導マグネットの高度電磁場解析技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06222
研究機関岡山大学

研究代表者

植田 浩史  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10367039)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード高温超伝導 / マルチフィラメント / 遮蔽電流 / 結合電流
研究実績の概要

REBCO超伝導線材は,薄膜テープ形状であるため,特に遮蔽電流が顕著に生じるが,超伝導層を細線化することで遮蔽電流磁場が抑制されることが期待される。しかし,マルチフィラメント化REBCO線材は,機械的強度や熱的安定性を確保するため,銅メッキが施され,その結果,励磁の際に結合電流がフィラメント間を流れることになる。これまでに我々は解析によって,DC応用では,フィラメント間の抵抗率が適切であれば,励磁中はフィラメント間が結合していても,ホールド後は結合が徐々に切れて,マルチフィラメントの効果が現れることが明らかとなっている。一方,Bi2223超伝導線材は,多芯線であるため,遮蔽電流磁場はREBCO線材ほど大きくはないが,フィラメント間がブリッジしている箇所があり,結合電流が流れることが知られている。
REBCO線材は,基板上に超伝導層を蒸着した積層構造した薄膜線材で,安定化のため銅メッキが施されるのが,一般的である。マルチフィラメントREBCO線材は,超伝導層を細線化した後,線材全体が銅メッキされる。したがって,フィラメント間は絶縁されることなく,結合電流が流れることになる。解析では,薄膜近似を用いるため,線材周囲を取り囲んでいる銅メッキは考慮できないが,フィラメント間の隙間部の抵抗は考慮できる。そこで,フィラメント間の隙間部に銅メッキの抵抗や界面抵抗を含む実効抵抗を持つ等価的な導電性材料を与えて,薄板近似を適用することにした。また,Bi2223線材はマルチフィラメント線材であるが,薄板近似を用いて,ブリッジングを考えることにした。
以上のモデルを用いて,本年度では,マルチフィラメント高温超伝導材で巻線した高温超伝導コイルを対象に,電磁場解析に基づいて,巻線内電流分布や遮蔽電流磁場について評価した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画に記載通りに進んでいる。
マルチフィラメント構造の高温超伝導線材で巻線されたコイルを対象に解析を実施し,電磁力や熱解析も開始した。

今後の研究の推進方策

これまでに開発してきた解析技術は、解析パラメータの設定が複雑である上、計算容量計算時間は膨大であり、数値解析を利用する者には大変な負担となる。そこで、既に開発している上記解析技術を“フルスペック”の解析と位置付け、本研究のこれまでのモデル化等の成果を踏まえ、計算の簡素化を図る。

次年度使用額が生じた理由

計画で購入予定であったハイパフォーマンスコンピュータの仕様を開発した計算機コードに合わせて見直した結果、当初見積よりも廉価で購入できたため。
未使用額は論文発表などの経費に充当する予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Numerical Evaluation on Irregular Field Generated by Screening Current in High-Field REBCO Coil for Whole-Body MRI2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakazono, H. Ueda, A. Ishiyama, S. Noguchi, H. Miyazaki, T. Tosaka, T. Kurusu, S. Nomura, S. Urayama, H. Fukuyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 27 ページ: 4701905

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2645839

    • 査読あり
  • [学会発表] マルチフィラメント高温超電導線材で巻線された高温超電導コイルの結合電流分布解析2018

    • 著者名/発表者名
      植田 浩史,小泉 智暉,盛川 瑛亮,金 錫範
    • 学会等名
      電気学会 金属・セラミックス/超電導機器研究会
  • [学会発表] 9.4T-MRIにおけるREBCO線材の細線化による遮蔽電流磁場への影響の解析2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣 善太, 伊東 慶太, 小曽根 裕一, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡
    • 学会等名
      電気学会全国大会
  • [学会発表] 9.4T級ヒト全身用MRI用コイルにおける遮蔽電流による不整磁場の解析2017

    • 著者名/発表者名
      伊東慶太, 中園浩平, 石山敦士, 植田浩史, 野口 聡, 宮崎寛史, 戸坂泰造, 野村俊自, 来栖 努, 浦山慎一, 福山秀直
    • 学会等名
      電気学会全国大会
  • [学会発表] REBCO線材における細線化による遮蔽電流に起因する不整磁場の低減2017

    • 著者名/発表者名
      武藤優真, 中園浩平, 小曽根裕一, 石山敦士, 植田浩史
    • 学会等名
      電気学会全国大会
  • [学会発表] 銅メッキ付き多芯REBCOテープ線材で巻線された高温超電導コイルの遮蔽電流評価実験と解析2017

    • 著者名/発表者名
      植田 浩史,石山 敦士,柳澤 吉紀, 前田 秀明
    • 学会等名
      2017年度春季低温工学・超電導学会
  • [学会発表] 銅メッキ付き多芯REBCO線材における遮蔽電流による不整磁場の低減効果2017

    • 著者名/発表者名
      武藤 優真, 石山 敦士, 小泉 智暉, 植田 浩史, 金 錫範, 野口 聡
    • 学会等名
      2017年度春季低温工学・超電導学会
  • [学会発表] 9.4T級ヒト全身用MRI用コイルにおける遮蔽電流による不整磁場の解析・評価2017

    • 著者名/発表者名
      伊東 慶太, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮崎 寛史, 戸坂 泰造, 野村 俊自, 来栖 努
    • 学会等名
      2017年度春季低温工学・超電導学会
  • [学会発表] 銅メッキ付き多芯REBCOテープ線材における遮蔽電流磁場の低減効果2017

    • 著者名/発表者名
      植田 浩史, 武藤 優真, 小曽 根裕一, 石山 敦士
    • 学会等名
      電気学会 金属・セラミックス/超電導機器研究会
  • [学会発表] Diffusion process of screening current in REBCO coil wound with copper-plated multi-filamentary REBCO tape2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, A. Ishiyama, Y. Yanagisawa, H. Maeda
    • 学会等名
      25th International Conference on Magnet Technology (MT-25)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction effect of irregular magnetic field due to screening-current in copper-plated mutifilamentary REBCO tape2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ishiyama, Y. Ozone, H. Ueda, T. Koizumi, S.B. Kim, S. Noguchi
    • 学会等名
      25th International Conference on Magnet Technology (MT-25)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction methods of screening currents in REBCO multiple coils based on transport-current control2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozone, A. Ishiyama, S. Noguchi, H. Ueda
    • 学会等名
      13th biennial European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 銅メッキ付きマルチフィラメント化REBCO線材の電流分布解析2017

    • 著者名/発表者名
      盛川 瑛亮, 小泉 智暉, 金 錫範, 植田 浩史
    • 学会等名
      平成29年度(第68回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • [学会発表] マルチフィラメント高温超電導線材で巻線された高温超電導コイルの遮蔽電流解析2017

    • 著者名/発表者名
      植田 浩史, 小泉 智暉, 盛川 瑛亮, 金 錫範
    • 学会等名
      2017年度秋季低温工学・超電導学会
  • [学会発表] Numerical simulation on current distribution in multifilamentary HTS tape2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Koizumi, S.B. Kim, S. Noguchi, A. Ishiyama
    • 学会等名
      CHATS on Applied Superconductivity 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation on Coupling Current for Multifilamentary HTS Wire2017

    • 著者名/発表者名
      T. Koizumi, E. Morikawa, S.B. Kim, H. Ueda
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi