以$H$-$\phi$有限元公式建模超导带的薄壳方法
摘要：超导涂层导体的电磁建模的一种新型有限元方法——厚壳（TS）方法与H-ϕ公式相结合，以避免与导体的高长宽比相关的网格困难，并减少了模拟中的计算负担。TS方法中的界面边界条件使用沿导体最薄维度的N个元素的辅助1-D有限元离散化来定义。这一过程允许在时间瞬态分析中近似TS中超导体的非线性特性。讨论了四个复杂度逐渐增加的应用实例：（i）单个涂层导体，（ii）承载反平行电流的两个紧密堆放导体，（iii）二十个超导带和（iv）由堆叠的薄膜组成的高温超导带的完整表示。在所有这些实例中，磁场的切向和法向分量的分布与使用标准的2-D H-ϕ公式获得的参考解具有很好的一致性。结果还与广泛使用的T-A公式进行了比较。结果表明，该公式与TS模型是对偶的，辅助1-D系统中只有一个FE（N=1）。TS模型中N的增加在小的带间距和低的输运电流下是有利的，因为它允许磁场的切向分量穿过薄区域。在不损害精度的情况下减少计算成本使得该模型对大规模超导应用的模拟具有潜力。
作者：Bruno de Sousa Alves, Valtteri Lahtinen, Marc Laforest, Fr''ed''eric Sirois
论文ID：2108.08828
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-01-12