並列分散環境を前提とした高温超伝導薄膜の高性能電磁界解析技術の開発

并行分布式环境下高温超导薄膜高性能电磁场分析技术的开发

基本信息

批准号：
26919011
负责人：
高山彰優
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26919011/
关键词：
高温超伝導体クラック有限要素法

项目摘要

本研究の目的は, 永久磁石法を用いた高温超伝導(HTS)薄膜のクラック検査を数値的に再現し, 同法の性能を調べることである. さらに, 永久磁石法と誘導法のクラック検出可能性を比較検討することである.上記目的を達成するには, HTS薄膜内を流れる遮蔽電流密度の時間発展問題を解く必要がある. 空間と時間に関して離散化を行うと, 同問題は各時間ステップにおける連立非線形方程式を解く問題に帰着される, 連立非線形方程式のソルバーには, Newton法を採用した. しかしながら, Newton法の反復毎に連立1次方程式を解くため, 係数行列の元数が大きい場合, 求解に計算時間を要する. 本研究では, 連立常微分方程式のソルバーにRunge-Kutta法を用いることによって, HTS薄膜内を流れる遮蔽電流密度の時間発展問題の高速解法を提案した. 一方, Newton法の各反復で解く連立1次方程式のソルバーにGMRES(k)法を適用することにより, さらに高速化が可能となった.上記解法を用いることによって, 臨界電流密度の非接触測定法である誘導法と走査型永久磁石法のクラック検出可能性を数値的に調べた. 結論をまとめると以下のようになる. 誘導法と比べて, 走査型永久磁石法によるクラックの検出領域は大きい. このため, クラックが磁石の直径以上離れている場合でも, 2つのクラックが1つのクラックとみなされる. 誘導法の場合, クラック距離がコイルの外径以下になると, 複数のクラック検出が困難になる.

本研究的目的是利用永磁体方法对高温超导（HTS）薄膜的裂纹检测进行数值再现，并研究该方法的性能，目的是比较和考虑实现上述目标的可能性。，需要解决HTS薄膜中流动的屏蔽电流密度的时间演化问题。在空间和时间上离散时，将问题简化为求解每个时间步的联立非线性方程组，并采用牛顿法作为联立非线性方程组的求解器。然而，为了求解牛顿法每次迭代时的联立线性方程组，系数矩阵当的元素数量较多时，需要计算时间来解决问题。我们提出了一种针对高温超导薄膜中流动的屏蔽电流密度的时间演化问题的高速求解方法。另一方面，通过将GMRES(k)方法应用于每次迭代中求解的联立线性方程组的求解器通过使用上述解决方案，可以进一步提高牛顿法的速度，我们对感应法和扫描永磁体法这两种非接触式临界电流密度测量方法的裂纹检测可能性进行了数值研究。与归纳法相比，结论可归纳如下：使用扫描永磁体法检测裂纹的面积较大，因此，即使裂纹相距超过磁体直径，在感应法的情况下，两条裂纹也被视为一条裂纹。裂纹距离位于线圈外部，如果直径小于该值，则很难检测到多个裂纹。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

クラックを含む高温超伝導薄膜内を流れる遮蔽電流密度の高性能解析

含裂纹高温超导薄膜中流动的屏蔽电流密度的高性能分析

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Kamitani;T. Takayama;S. I kuno and H. Nakamura;高山彰優;高山彰優
通讯作者：
高山彰優

High-Performance Method for Analyzing Shielding Current Density in High-Temperature Superconducting Film with Cracks

分析带裂纹高温超导薄膜屏蔽电流密度的高性能方法

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Kamitani;T. Takayama;S. I kuno and H. Nakamura;高山彰優
通讯作者：
高山彰優

High-Performance Method for Analyzing Shielding Current Density in HTS Film : Application to Scanning Permanent Magnet Method

分析高温超导薄膜中屏蔽电流密度的高性能方法：在扫描永磁方法中的应用

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
IEEE Trans. Appl. Supercond.
影响因子：
0
作者：
A. Kamitani;T. Takayama and S. Ikuno,
通讯作者：
T. Takayama and S. Ikuno,

Numerical Investigations on Applicability o Permanent Magnet Met hod to Crack Ddetection in HTS Film

永磁方法在高温超导薄膜裂纹检测中的适用性数值研究

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
Physica C
影响因子：
1.7
作者：
A. Kamitani;T. Takayama;and A. Saitoh,
通讯作者：
and A. Saitoh,

￥Numerical Investigations on Crack Identication in High-Temperat ure Superconducting Film

￥高温超导薄膜裂纹识别的数值研究

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
Plasma Fusion Res.
影响因子：
0
作者：
A. Kamitani;T. Takayama;S. I kuno and H. Nakamura
通讯作者：
S. I kuno and H. Nakamura

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高山彰優

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作者：
A. Kamitani;T. Takayama;and S. Ikuno;A. Kamitani;A. Saitoh;S. Ikuna;A. Kamitani;T. Takayama;A. Kamitani;S. Ikuno;A. Kamitani;S. Ikuno;高山彰優
通讯作者：
高山彰優