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2012 年度 実施状況報告書

マルチスケール電磁場解析を用いた高温超伝導マグネット設計の高精度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23760260
研究機関大阪大学

研究代表者

植田 浩史  大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (10367039)

キーワード高温超伝導コイル / 電磁場数値解析 / 遮へい電流
研究概要

本年度は、外部磁界中に置かれ超伝導マグネット設計時に正確に考慮するために、並列あるいは積層された複数の線材 におけるScreening current-induced field について,マルチスケール解析のための遮へい電流のモデル化を検討した。
前年度までに得られた成果をマルチスケール解析をコイル設計に活用するため、高温超伝導コイルの遮蔽電流について解析を実施し、電磁場分布、特に磁場精度をシミュレーションにより定量的に評価した。応募者が従来より開発してきた「超伝導応用機器の特性評価のための3次元高速数値解析手法」と組み合わせることにより、冷却時、励磁時に受ける熱応力・電磁応力等による変形の影響評価、超伝導線材内の電流分布の影響(外部磁場の影響・磁化の過渡的振舞)評価、コイル巻線精度の影響評価について検証した。

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

本年度は、当初の計画通り、高温超伝導コイルの遮へい電流の影響を評価でき、当初の目的を達成した。ただし、高温超伝導コイルの磁場測定の実験が現在進行中であり、新たな成果が得られつつある。そして,実験結果の提供が平成25年3月以降になったため、計画を変更し、実験結果の提供を待って改めて電磁場解析を行うこととした。

今後の研究の推進方策

平成24年度に計画していた「電磁場マルチスケール・シミュレータの開発および検証」では、高温超伝導コイルの遮へい電流による磁場測定の実験結果を提供して頂き、本研究で開発した電磁場解析手法と比較検討を行うことになっていた。そして、実験結果とシミュレーションによる定量的な評価を経て、開発した電磁場解析手法を実際の高温超伝導コイルへの適用を図り、その結果を学会において発表する予定であった。しかし、高温超伝導コイルの磁場測定の実験が現在進行中であり、新たな成果が得られつつある。そして,実験結果の提供が平成25年3月以降になったため、計画を変更し、実験結果の提供を待って改めて電磁場解析を行うこととした。

次年度の研究費の使用計画

本年度は、実験結果と解析の比較検討と学会での発表のための旅費に使用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Spatial and Temporal Behavior of Magnetic Field Distribution Due to Shielding Current in HTS Coil for Cyclotron Application2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, M. Fukuda, K. Hatanaka, T. Wang, A. Ishiyama, S. Noguchi
    • 雑誌名

      IEEE Transanctions on Applied Superconductivity

      巻: 23 ページ: 4100805

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2234813

    • 査読あり
  • [学会発表] 次世代超電導サイクロトロンの開発:遮へい電流の影響の検討2012

    • 著者名/発表者名
      植田 浩史, 福田 光宏, 畑中 吉治, 野口 聡, 王 韜, 王 旭東, 石山 敦士, 鹿島 直二, 長屋 重夫, 宮原 信幸
    • 学会等名
      秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] Spatial and Temporal Behavior of Magnetic Field Distribution by Shielding Current in HTS Coil for HTS Cyclotron application2012

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, M. Fukuda, K. Hatanaka, A. Ishiyama and S. Noguchi
    • 学会等名
      24th International Cryogenic Engineering Conference-International Cryogenic Materials Conference 2012
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120514-20120518
  • [学会発表] 加速器応用を想定した高温超電導コイルの遮へい電流と磁場分布の空間的・時間的変化の3次元解析2012

    • 著者名/発表者名
      植田浩史,福田光宏,畑中吉治,野口聡,石山敦士
    • 学会等名
      超電導応用電力機器研究会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2012-06-21

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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