T-A Formulation to Model Electrical Machines with HTS Coated Conductor Coils
建模高温超导体（HTS）电机仍然具有挑战性，主要是由于这些导体的高纵横比，但也因为磁性材料的属性。本文提出了一种基于新的T-A公式的二维时间相关模型来评估超导电机的交流损耗，该模型通过使用有限元方法（FEM），允许其在商业软件中实现。T-A公式根据电机的面积用不同的麦克斯韦方程计算磁通量密度，并使得可以使用薄带近似，即HTS带被建模为无限细线。然后，该模型有望解决高纵横比的高温超导体，以及降低网格的复杂性和计算时间。本文的第一个目标是通过评估一个特定的同步电动机称为SUTOR的交流损耗来验证该方法在2D中的计算结果与MEMEP方法评估的结果相比具有良好的一致性，已经验证。在第二部分中，计算相同的损耗，考虑到Jc的各向异性，并基于在65 K和77 K下实验测量的Ic的数据集。
2019-08-09 cond-mat.supr-con
Local electromagnetic properties and hysteresis losses in Non-Uniformly wound 2G-HTS Racetrack Coils
一个值得注意的物理依赖性的磁滞损耗与轴向绕组的商业\textcolor{black}{Second Generation High Temperature Superconducting (2G-HTS)}磁带的超导跑道线圈的错位的报告。全面研究了匝间不对准因子对单个匝的局部电磁特性的影响，考虑了六种不同的线圈布置和十个施加的交变传输电流$I_{a}$的振幅，以及实验确定的临界电流密度$J_{c}(B,θ)$的磁角各向异性特性的函数。已经发现，对于中等到低的施加电流$I_{a} \leq 0.6~I_{c0}$，其中$I_{c0}$是各个带的自场临界电流，在极端绕组变形下所产生的滞后损耗可以导致能量损耗的增加高达由完美缠绕的线圈产生的损耗的$25\%$。高层次的网格的考虑已被应用，以获得一个现实的帐户的局部和全局的电磁性能的跑道线圈，…我们的研究结果可以作为一个实际的基准，以确定任何2G-HTS赛道线圈应用的相对损耗，揭示可能的线圈绕组错位可以推断的物理指纹。
2019-07-23 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Review of the AC Loss Computation for HTS using the H-formulation
本文介绍了基于麦克斯韦方程组的$H$公式的有限元法（FEM）模型，用于计算不同应用场合的高温超导体（HTS）带材、电缆和绕组的交流损耗。该模型以磁场分量为状态变量，已在全球数十个研究小组中得到广泛应用。本文首先回顾了模型所依据的方程及其在不同情况下的有限元程序中的实现，如二维纵向和轴对称几何形状，三维几何形状。本文还介绍了处理大量高温超导带材的建模策略，如多尺度和均匀化方法。然后，文章的第二部分回顾了应用程序的$H$配方已被用来计算交流损耗，从单独的磁带，复杂的电缆和大型磁铁绕组。之后，一节专门讨论的$H$制定方面的计算效率和易于实施。它的优点和缺点是上市。最后，得出本文的主要结论。
2020-02-28 cond-mat.supr-con
Interfilament Resistance at 77 K in Striated HTS Coated Conductors
将高温超导涂层导体（CC）带条纹成窄丝提供了在不合理地降低其载流能力的情况下降低带的磁化损耗的可能性。然而，实现良好分离的条纹提出了技术挑战，特别是如果细丝的数量很大和/或如果存在金属稳定剂的厚层。在这些情况下，灯丝可以容易地耦合，并且它们减少磁化损耗的有效性被强烈地减弱或消除。虽然从磁化损耗测量可以很好地看到耦合的开始，但是耦合电流的实际路径是未知的。在这篇文章中，我们提出了一个系统的研究，在高温超导CC样品的横向电阻，以获得更深入的了解这些路径。测量的样品在制造商（SuperPower和SuperOx）以及稳定剂材料的存在和厚度方面不同。此外，氧化被用作一种手段，以增加非稳定样品中的长丝之间的电阻。结果解释与链网络模型。这项工作提供了有用的见解的因素，确定在条纹高温超导CC的横向电阻，从而表明如何提高的有效性的条纹过程中的交流损耗降低。
2017-01-16 cond-mat.supr-con
Vortex dynamics in bulk HTS with levitation techniques
我们已经开发了一套实验技术与悬浮研究的宏观磁性能的块体高温超导体：（i）共振振荡技术;（ii）高速磁转子技术;（iii）的方法，粘性运动的永磁体通过高温超导体的孔在一个稳定的力。早期，我们使用这些技术来研究颗粒高温超导体中的磁通量动力学。现在，我们已经扩展和修改这些技术来研究大晶粒熔融织构高温超导体。利用共振振荡技术得到了高温超导体表面能量损耗与交流磁场幅值的关系，并能高精度地求出临界电流密度。我们提取信息的临界电流分布在一个薄的下表面层，并以这种方式，检查高温超导退化过程。利用该技术研究了高温超导体表面处理对表面钉扎的影响。
1999-05-05 cond-mat.supr-con
Understanding and minimizing ac losses in CORC cables of YBCO superconducting tapes
该研究利用 T-A 与 H-formulation 两类有限元模型分析两层 CORC 超导电缆的交流损耗来源及设计运行参数影响，并提出降损与更精确计算方法。
2023-06-07 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Flux-transfer losses in helically wound superconducting power cables
最小化交流损耗是高温超导体（HTS）交流电力电缆经济运行的关键。这种电缆的相导体的有利构造具有彼此相邻放置并围绕柔性圆柱形线圈架螺旋缠绕的HTS带状导线的两个反向缠绕层。然而，如果磁性材料（诸如带的磁性基底）位于两层之间，或者如果绕组节距角不相反并且在幅度上彼此基本相等，则电流在两层之间不均匀地分布。然后，如果在交流周期中的某个点，两层中的任何一层的电流超过其临界电流，则由于两层之间的通量转移而产生大的交流损耗。详细审查的形式主义，它的应用顺磁性基板的情况下，包括计算这个通量传递损失。
2013-05-29 cond-mat.supr-con
Practical Forecasting of AC Losses in Multi-layer 2G-HTS Cold Dielectric Conductors
针对多层2G-HTS冷介质电缆交流损耗预测模型验证难的问题，提出二维H模型，复现两种高临界电流多层电缆的实测损耗，吻合度高，可揭示带材局部电动力学特性。
2022-10-20 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Electromagnetic Assessment and AC Losses of Triaxial Cables with Multiple 2G-HTS Layers Per Phase
为了准确估计超导三轴电缆的交流损耗，我们提出了一个2D模型，能够提供多层三轴电缆的全球评估，验证对交流损耗的单相电缆提供的VNIIKP电缆研究所。四个模型，第一个是单相电缆的50磁带和其他三个三轴电缆由多达135个涂层导体分布在多达9层。设计了一个系统的研究，其中每相的层数从1增加到3，其中至少14个条带分布在第一（最内）相的每层上，第二（中间）相中有15个条带，第三（最外）相中有16个条带。值得注意的是，我们的研究结果表明，考虑所施加电流的幅度的不平衡分布的简单策略，即使对于双层和三层电缆，通常也可以平衡三相之间的磁场，导致在所有情况下可以忽略不计的漏磁。此外，我们的模拟允许第一次看到如何传输和磁化电流分布在整个厚度的所有超导带材，从中我们已经发现，第二阶段的交流损耗通常高于在其他阶段在低到中等的传输电流Itr < 0.8 Ic。然而，取决于SC带在第3相层处的Ic是否低于在第2相处的Ic，在第3相处的层可以在AC损耗上表现出相当大的增量，作为所考虑的HTS带的磁角各向异性的结果，这导致有趣的电磁特征，其表明所施加的传输电流的实际阈值为0.8Ic。同样地，公开了每增加层、每相以及作为所施加电流的函数的AC损耗的相对变化。
2022-10-20 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Non-twisted stacks of coated conductors for DC magnets: analysis of inductance and AC losses
在过去的10-15年中，用于磁体的高温超导（HTS）电缆的开发中最常见的策略是模仿低温超导（LTS）电缆设计。然而，对LTS材料的要求对HTS材料无效，HTS材料非常稳定。例如，非扭转多相Bi-2223带材已成功地用于几种磁体中。本文综述了高温超导带材非扭转叠层的稳定性，分析了超导带材非扭转叠层的电感和交流损耗。数值计算表明，扭转对叠带电感变化的影响可以忽略不计。关于交流损耗，任何用涂层导体构建的磁体都具有比LTS磁体更大的损耗，这是因为带材的纵横比和大宽度。如果宽磁带被替换为非扭曲的窄磁带堆，则可以减少损耗和剩余磁化。与多芯导线相比，绞合一叠磁带只能略微减少损耗。因此，由非绞合堆叠构成的电缆可以被设计成具有与绞合堆叠概念的损耗相当的损耗。讨论了用于聚变应用的大型电缆的一些例子。基于非扭转堆叠的设计可以比扭转堆叠更简单、更稳健且具有成本效益。
2019-11-11 cond-mat.supr-con physics.ins-det
2D Modeling of HTS Coils with $T$-$A$ Formulation: How to Handle Different Coupling Scenarios
基于有限元法的数值模型是研究高温超导体宏观电磁行为的常用工具。本文介绍了如何使用$T$ - $A$公式对2D中的HTS线圈进行建模，线圈匝之间具有不同的耦合场景。首先，我们考虑一个跑道线圈从一块超导磁带缠绕。然后，我们考虑通过缠绕由不同的高温超导带组成的电缆获得的线圈。在后一种情况下，带匝沿其整个长度或仅在线圈的两端进行电连接：在模型中，这两种不同类型的电连接是在电路模块的帮助下实现的。对不同耦合情况下的电流密度分布和线圈的交流损耗进行了比较和讨论。指出了该方法的适用范围。该模型是为直线段的跑道线圈，但可以很容易地适应轴对称的几何形状。
2022-02-04 cond-mat.supr-con
3D homogenization of the T-A formulation for the analysis of coils with complex geometries
超导线圈的建模和分析是大多数基于高温超导体（HTS）的器件设计阶段的一项重要任务。这些计算可以验证基本的估计和假设，提出改进建议，并计算不容易用分析方法计算的数量。例如，HTS中的损耗的估计在设计阶段是基本的，因为损耗可以强烈地影响冷却系统要求和操作温度。通常，2D有限元分析用于计算HTS中的AC损耗，这是由于缺乏能够准确地表示复杂操作条件（诸如AC传输电流和线圈中的AC外部施加磁场）的解析解。这些2D模型通常是无限长排列的表示。因此，它们不能用于分析端部效应和复杂的3D配置。在本出版物中，我们使用均匀化的T-A配方在3D的超导线圈的分析与复杂的几何形状，其中一个2D的方法不能提供准确的分析和验证的假设。与目前可用的3D H均匀化相比，建模方法允许在商业软件（COMSOL Multiphysics）中更容易地实施，尽管几何形状复杂。这种方法是第一次验证与跑道线圈（基准情况下）通过比较结果与完善的H配方。然后，更复杂的几何形状的线圈的电磁行为进行了分析。
2022-06-27 cond-mat.supr-con
Experimental and theoretical study of AC losses in variable asymmetrical magnetic environments
测量交流损耗的高温超导带放置在两个大容量的高磁导率的磁屏蔽之间进行应用量热技术的各种不对称的屏蔽安排。实验得到了支持的分析计算和有限元模拟的场和电流分布，基于Bean模型的临界状态。模拟的电流和磁场分布完美地再现了某些屏蔽几何形状的解析解。随之而来的交流损耗的评估表现出良好的协议与测量的磁带之间的磁铁的中心位置，但增加的差异时，磁带接近屏蔽。这可以通过导电屏蔽中的涡流和磁滞损耗的增加的贡献来解释。
2017-05-15 cond-mat.supr-con
A parameter-free method to extract the superconductor's $J_c(B,θ)$ field-dependence from in-field current-voltage characteristics of HTS tapes
高温超导体器件的临界电流（$I_c$）和交流损耗的计算需要超导材料的临界电流密度（$J_c$）。该$J_c$通常不是恒定的，并且取决于局部磁通量密度的大小（$B_{loc}$）和方向（$θ$，相对于磁带）。原则上，$J_c(B_{loc},θ)$可以从实验测量的临界电流$I_c(B_a,θ)$获得，其中$B_a$是所施加磁场的大小。然而，对于其中超导材料经历接近于隔离导体的自场的局部场的应用，从$I_c(B_a,θ)$获得$J_c(B_{loc},θ)$不是简单的任务。这是必要的，以解决一个反问题，以纠正来自自场的贡献。文献中提出的方法包括一系列处理不同程度的数学正则化的方法，例如使用蛮力或优化方法来拟合预想的非线性公式的参数。在这方面的贡献，我们提出了一个无参数的方法，提供了很好的再现实验数据，不需要人为的互动或先入为主的$J_c$依赖于磁场。特别是，它允许在几分钟内从实验数据到准备运行的$J_c(B_{loc},θ)$模型。
2016-08-30 cond-mat.supr-con
DC and AC Characterization of Pancake Coils Made from Roebel-Assembled Coated Conductor Cable
由高温超导涂层导体制成的罗贝尔电缆可以通过紧凑的设计和降低的交流损耗来传输大电流。因此，它们是制造电机和发电机等高温超导应用线圈的良好候选材料。在本文中，我们提出了实验直流和交流特性的几个线圈组装从一个5米长的罗贝尔电缆建在KIT，不同的匝数和匝间距。我们的实验，有限元法（FEM）计算的支持下，表明，一个更紧密的缠绕罗贝尔线圈，尽管有一个较低的临界（因此操作）电流，可以产生一个更高的磁场比一个松散的缠绕。对于线圈中心产生的给定磁场，所有线圈都具有类似的AC损耗，除了最松散缠绕的线圈之外，由于产生所需场所需的相对大的电流，该线圈具有高得多的损耗。在本文中提出的实验进行的几何形状的煎饼线圈的罗贝尔电缆，但他们是一个更一般的策略，耦合实验和数值模拟，可以用来优化线圈设计相对于不同的参数，如磁带数量，大小，或交流损耗，其相对重要性是由特定的应用程序。
2017-05-29 cond-mat.supr-con
An efficient HTS electromagnetic model combining thin-strip, homogeneous and multi-scale methods by T-A formulation
本文提出了一种基于T-A公式的高温超导电磁场模型，该模型结合了薄条、均匀和多尺度方法。特别是，我们建立薄带作为分析的HTS带和未分析的带合并的同质块的边界。因此，线圈的几何形状被重新构建了几个块，但块的边界和域处理不同的电磁特性，并分别通过T和A公式。首先，我们介绍了建模过程，并强调了与以前的模型的区别和优势。然后，通过与基于2000匝线圈的参考模型的结果进行比较，验证了所提出的模型的准确性。两种模型得到的归一化电流密度、磁通量密度和磁滞损耗的分布高度一致，总损耗的误差小于1%。此外，该模型是所有先进模型中最节省时间的。此外，该模型可以应用于三维仿真，并通过仿真50匝跑道线圈验证了其高精度和效率。所提出的方法提供了一个可行的方法来模拟线圈与许多堆叠磁带，我们将继续探索更多的应用程序，解决高温超导系统的复杂几何形状。
2021-12-01 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Optimisation and Loss Analyses of Pulsed Field Magnetisation in a Superconducting Motor with Cryocooled Iron Cores
本文开发并验证二维电磁-热耦合数值模型，通过改变HTS堆叠层数和脉冲电流幅值探索其行为，确定最佳组合以实现最大磁化场，评估磁化损耗并提出计算方法，为超导电机设计提供参考。
2024-12-02 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Calculation of AC losses in stacks and coils made of second generation high temperature superconducting tapes for large scale applications
本文提出了一种均匀化方法来模拟第二代高温超导带材在交流传输电流或磁场作用下的堆芯结构。这个想法是找到一个各向异性体等效的堆栈，这样的绝缘，金属，超导和基板层的内部交替结构的几何布局是“洗”出来，同时保持原始堆栈的整体电磁行为。我们忽略假设的临界区域的形状，并使用幂律E-J关系，允许超临界电流密度被认为是。这里提出的方法允许高达2个数量级的计算加速因子相比，充分的2-D模拟考虑到堆栈的实际尺寸，而不影响精度。
2013-08-12 cond-mat.supr-con
A newly developed 10kA-level HTS conductor: innovative tenon-mortise-based modularized conductor (TMMC) based on China ancient architecture
本文提出基于中国传统榫卯结构的模块化高温超导导体TMMC，通过REBCO堆叠完全错位配置提升临界电流各向同性并降低交流损耗，160带材原型在77 K自场下达到13.69 kA。
2023-12-17 cond-mat.supr-con
Superconducting Cables Characterization with an electrical method
高温超导体带材的交流损耗是大功率应用的重要设计参数。电气方法通常用于SC磁带上的损耗测量，当结果与计算估计值进行比较时，通常使用简单的理论模型，如Norris Brandt。简单的模型通常不考虑电磁动态效应，但它们的存在可能会破坏测量数据。在本文中，一个传统的铜杆样品进行了初步研究，以评估皮肤电流的样品损失的电方法获得的措施的影响。测量程序已被施加到SC YBCO磁带（Superpower SCS4050AP），获得电路配置相关的结果。由于SC损耗显然必须与测量电路无关，因此由集肤电流引起的系统误差肯定起作用。皮肤电流引起的误差总是存在的，为了应用电学方法进行损耗估计，唯一的可能性是使其最小化。最后将提出要采用的测量电路的最佳选择，以最大限度地减少皮肤电流的不希望的贡献。
2018-09-19 cond-mat.supr-con
3D modeling of a Superconducting Dynamo-Type Flux Pump
高温超导发电机是一种能够以无接触方式向超导电机或磁体的绕组注入大电流的装置。因此，不再需要HTS电机中麻烦的电刷或具有高热损失的笨重电流引线。高温超导发电机的工作机理一直是有争议的，在最近几年，已经提出了几种解释和模型来阐明其性能。在本文中，我们提出了第一个三维（3D）模型的高温超导磁通泵，这与实验符合得很好。该模型有助于阐明发电机的工作机理，并指出其不被注意的特性。利用此模型，我们深入研究了在几个关键的时间步长的屏蔽电流和整个磁带表面的电场分布。这一点很重要，因为已经证明过临界屏蔽电流是磁通泵的原因。此外，我们分析了电场和屏蔽电流的两个分量对电压产生的影响，这在以前的2D建模中是不可能的。我们还探讨了在不同的气隙电压片的必要距离，以精确测量的电压在磁带在发电机。
2020-11-04 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Estimation of Self-Field Critical Current and Transport-Magnetization AC Losses of Roebel Cables
高温超导涂层导体制成的罗贝尔电缆具有工程电流密度大、损耗低等优点，被认为是一种很有前途的绕线电缆。组成的曲折形股线非常紧密地组装到电缆中，这导致它们之间的强电磁相互作用。这种相互作用深刻地影响电缆的有效自场临界电流（$I_c$），其远低于组成股线的$I_c$的总和。此外，AC损耗受材料的性质和电缆的几何配置的影响。能够预测这种电缆的有效临界电流和交流损耗对于正确设计应用非常重要：由于电缆几何形状和材料特性的复杂性，这种预测只能使用先进的数值工具进行。在这方面的贡献，我们使用有限元为基础的模型来计算有效的$I_c$和交流损耗的罗贝尔电缆组成的31股使用磁带从两个制造商。在传输电流和与电流成比例的背景垂直场同时存在的情况下，分析了交流损耗，这反映了绕组中发生的情况。我们的模型包括$J_c(B,θ)$在~77 K的角度依赖性，这是非常不同的两种材料。通过模拟结果与测量液氮蒸发量热法获得的实验数据的成功比较，这项工作证实了我们的数值技术用于模拟罗贝尔电缆及其设备的电磁行为的适用性和效率。
2015-10-21 cond-mat.supr-con
Nano Josephson Superconducting Tunnel Junctions in Y-Ba-Cu-O Direct- Patterned with a Focused Helium Ion Beam
自从发现非常规的氧化铜高转变温度超导体（HTS）以来，研究人员已经探索了许多方法来制造超导隧道结，这些材料既用于在液氮（77 K）的实际温度下运行的超导电子学，也用于测试和指导这些卓越超导体理论所必需的基本测量。困难在于超导相干长度的传统估计非常短，并且在这些材料中是各向异性的，通常在a-b平面中为~2 nm，沿c轴为~0.2 nm。相干体积包含非常少的超导对，因此即使存在小尺度的不均匀性也可以局部破坏超导性，这与传统超导体不同。因此，约瑟夫森结的电学性质对原子尺度上的化学变化和结构缺陷敏感，因此为了制造多个均匀的HTS结，需要在原子水平上进行控制。在这封信中，我们展示了非常高质量的所有高温超导约瑟夫森超导隧道结（约瑟夫森和准粒子隧穿）创建使用直径为500 μ m的氦离子束聚焦直接写入隧道势垒到YBa 2Cu 3 O 7（YBCO）薄膜。通过这种方法，我们证明了通过改变辐照剂量来连续控制从导电到绝缘的阻挡特性的能力。该技术为在实际温度（~77 K）下操作的量子力学电路的放大提供了可靠且可再现的途径，并且为基础科学在HTS中进行超导隧穿研究提供了途径。
2014-09-17 cond-mat.supr-con
A new benchmark problem for electromagnetic modelling of superconductors: the high-Tc superconducting dynamo
高温超导发电机是一种很有前途的装置，它可以向闭合的超导电路中注入大的直流超电流。这对于激励NMR/MRI磁体和超导旋转机器中的HTS线圈而不需要经由电流引线连接到电源特别有吸引力。直到最近，才开发出能够分析高温超导发电机并解释其基本物理机制的定量准确的预测模型。在这项工作中，我们建议使用高温超导发电机作为一个新的基准问题的高温超导建模社区。基准几何结构由一个永磁体旋转通过一个固定的高温超导涂层导线在开路配置，假设为简单的2D（无限长）的情况下。尽管这种几何简单的解决方案是复杂的，包括随时间变化的空间不均匀的电流和整个超导体积的字段。在这项工作中，这个基准问题已经实现了使用几种不同的方法，包括H-公式化的方法，耦合的H-A和T-A配方，最小电磁熵产生方法，积分方程和体积积分方程为基础的等效电路方法。这些方法中的每一个都表现出良好的定性和定量协议的开路等效瞬时电压和累积的时间平均等效电压，以及电流密度和电场分布在高温超导导线在关键位置在磁体过境。基于以下关键指标，对每个建模框架进行了严格的分析和比较：HTS线中的网格单元数、模型中的网格单元总数、自由度（DOF）数、公差设置和每个模型每个周期所需的近似时间。
2021-01-18 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Roebel cables from REBCO coated conductors: a one-century-old concept for the superconductivity of the future
采用高温超导体（HTS）的能源应用，例如电动机/发电机、变压器、传输线和故障电流限制器，通常在交流（AC）状态下操作。为了高效，除了必要的载流能力之外，HTS装置还需要具有足够低的AC损耗值。大多数应用都是在电流超过单根导线的电流容量的情况下运行的，因此需要具有更高载流容量的电缆导线解决方案，对于大型水轮发电机，载流容量从几kA到高达20 - 30 kA。一个世纪前的1914年，Ludwig Roebel发明了一种用于铜缆的低损耗电缆设计，并相继以他的名字命名。罗贝尔电缆背后的主要思想是分离不同股线中的电流，并提供沿电缆方向的股线的完全换位。如今，这些电缆通常用于大型发电机的定子。基于与传统材料同类产品相同的设计理念，由REBCO涂层导体制成的高温超导罗贝尔电缆首先在卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）制造，并已连续开发出许多品种，提供所有所需的技术特性，如完全换位的股线，高传输电流和低交流损耗，同时保留了特定电缆设计的足够灵活性。在过去的几年中，已经发表了大量关于这种电缆的概念、制造和表征的科学论文。因此，审查这些结果的时机已经成熟。其目标是为此类高温超导电缆的用户、开发人员和制造商提供概述和简明易懂的指南。
2017-05-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Resistance of high-temperature superconducting tapes triggered by alternating magnetic field
本文研究交变磁场下高温超导带材的动态电阻特性，通过改进银稳定层并结合实验与H-formulation多层模型，揭示了高频强场下电阻显著增大及损耗发热对总电阻的影响。
2024-12-19 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Numerical simulation of the magnetization of high-temperature superconductors: 3D finite element method using a single time-step iteration
我们取得进展的三维有限元模型的磁化的高温超导体（HTS）：我们建议的方法，考虑到退磁效应和磁通蠕变，而忽略了与电流不垂直的局部磁感应强度的影响。我们考虑的样品受到一个均匀的磁场随时间线性变化。它们的磁化强度是通过一个弱的制定在静磁近似的麦克斯韦方程组（A-phi制定）。隐式方法用于时间分辨率（向后欧拉方案），并在开源求解器GetDP中求解。采用Picard迭代法处理高温超导体的幂律电导率。通过与其他成熟的方法得到的结果进行比较，验证了具有大钉扎强度的高温超导管的有限元公式。我们表明，进行计算与一个单一的时间步长（而不是许多小的时间步长）产生的结果具有出色的精度，大大减少了模拟时间。数值方法被扩展到研究的圆柱体的被困磁化的圆柱体上钻有不同的阵列排列的圆柱孔平行于圆柱轴。
2008-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
AC loss and coupling currents in YBCO coated conductors with varying number of filaments
高温超导涂层导体（CC）的条纹作为一种减少其磁化交流损耗的方法，在过去几年中一直是几个研究小组深入研究的主题。虽然这种方法的原理是众所周知的，但由于制造和技术限制，其在电力应用中使用的商业材料上的实际应用仍然远未实现。在磁带质量和条纹技术的最新进展，现在使系统的研究的影响，灯丝的数量对交流损耗的减少与一致性，这是不可能的，在过去。在这项工作中，我们证明了技术的可行性，减少磁化损失的市售CC条纹成大量的灯丝（高达120）。损耗降低超过一个数量级，并且不会以载流能力为代价：具有10和20根灯丝的样品不受条纹过程的影响，而具有80和120根灯丝的样品仍然分别保持80%和70%的载流电位。我们还调查了横向电阻率，以了解耦合电流所遵循的路径：我们发现，耦合电流precurrently在金属基板中流动，而不是进出的灯丝。最后，我们使用氧化作为一种方法来减少耦合电流和损耗。这项工作的贡献是三方面的：1）它描述了在市售CC中产生大量高质量条纹的技术诀窍，大大减少了它们的损失，而不会广泛降低它们的传输特性; 2）它提供了所述样品的全面表征（例如在宽频率范围内的测量、横向电阻分布、氧化对DC和AC行为的影响）; 3）它提供了关于耦合电流的模式的新见解。
2017-05-29 cond-mat.supr-con
Explicit Turn Resolution with Anisotropic Homogenisation for Efficient 3D Magneto-Thermal Finite-Element Simulation of Large-Scale No-Insulation HTS Magnets
University of Liège（列日大学）；CERN（欧洲核子研究组织）
提出EXTRA均匀化方法，结合各向异性均匀化与显式匝解析，实现大规模无绝缘高温超导磁体的高精度、低计算成本三维磁热有限元模拟。
2026-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con cs.CE
Critical current anisotropy of practical superconductors: analysis methods and application cases
NRC «Kurchatov Institute»（库尔恰托夫国家研究中心）
本文批判性评估了分析实用超导体临界电流各向异性的技术，提出改进的各向异性钉扎模型，并指出缺乏统一解释方法，需进一步研究。
2026-09-14 cond-mat.supr-con
AC loss calculation for multi pancakes of (Re)BCO coated conductor using line front
我们的目的是证明一种有效的方法来计算多饼线圈的交流损耗。该方法将Yuan前轨模型扩展到几个饼形应用中，并与COMSOL中已建立的H公式和能量最小化方法进行了详细的参数比较。我们使用前跟踪的想法来分析堆叠煎饼假设当前的前线是直线，并使用临界状态模型。电流分布是通过两种方法解决的：最小化的垂直磁场在亚临界区，作为克莱姆和袁建议;最小化的总磁能。我们还研究了施加电流和多个煎饼之间的不同间隙对损耗计算的影响。该模型提供了一种快速计算叠层（Re）BCO饼中交流损耗的方法，对高温超导在高场磁体、储能装置和电机中的应用具有重要意义。
2015-03-11 cond-mat.supr-con
Multifilament YBa2Cu3O6+x -coated conductors with minimized coupling losses
我们报告了一种实验方法，使复丝涂层导体在外加时变磁场中具有低损耗。以前，为此目的通过激光烧蚀获得的复丝导体遭受高耦合损耗。在这里，我们报告如何解决这个问题。当隔离细丝的凹槽中的基底金属暴露于氧气时，它形成高电阻率氧化物，该氧化物使条带彼此电绝缘并与基底电绝缘。因此，在我们可用的整个测试参数（磁场振幅B和频率f）范围内，耦合损耗可以忽略不计。
2006-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetization Losses in Multifilament Coated Superconductors
我们报告的结果的磁化损失的实验复丝，以及控制（均匀），涂层超导体暴露于随时间变化的各种频率的磁场的研究。磁滞损耗与外加磁场的扫描速率成正比，耦合损耗与扫描速率的平方成正比。发现一个缩放，使我们能够量化这些贡献和外推的实验结果超出了可访问的字段振幅和频率的包络。当扫描速率高达3 T/s时，复丝导体的综合损耗比均匀导体降低约90%。
2004-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A non-linear minimization calculation of the renormalized frequency $\tildeω$ in dirty d-wave superconductors
本文对含非磁性杂质的非常规超导合金中杂质平均自频率$\tildeω$进行了比较数值研究。使用两种方法：Levenberg-Marquardt算法作为一个非线性最小化问题，和一个不动点迭代过程。杂质重整化的非常规超导方程\bw是一个自洽的复杂非线性方程，具有两个变化的参数：杂质浓度$Γ^+$和杂质强度c，其数值求解是一个计算难题。在整个研究中，$\tildeω$是重整化频率，\bg表示零频率下剩余平均寿命$τ$的倒数，而$N/N_0$是归一化的超导态密度（DOS）。这项研究使用了一个序参量，对应于高温超导陶瓷（HTS）具有良好的间隙对称性。结果揭示了非线性最小化技术的计算效率，通过改善计算的$\tildeω$计算时，使用2D参数空间（$Γ^+$，c），特别是在酉制度，其中的虚部的$\tildeω$是一个复杂的表达式，这些参数，这使得能够提高研究的普遍行为，这个特定的量子力学状态。
2019-01-13 cond-mat.supr-con
