基于电磁-流场耦合的轨道冷却仿真分析

作者：古刚; 吴立周^*; 耿昊; 赵玺

来源：电工技术学报, 2020, 35(17): 3601-3608.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200372

• 轨道加速器
• 冷却
• 耦合场
• 有限元

轨道加速器连续工作时,轨道局部温升过高会严重影响其结构强度,有必要对其温升和冷却效果进行仿真分析。该文从分析轨道加速器的动态特性出发,给出电枢运动状态下轨道热源加载、多次加速的时间步长差异等关键问题的解决方法。基于Ansys-APDL语言,编程实现了轨道冷却的电磁-流场耦合仿真分析。无水冷工况下,在连续5次加速后轨道最高温度已超过铜材软化温度400℃。通过分析冷却水参数对轨道冷却效果的敏感度,最终选取体积浓度为50%的乙二醇水溶液作为冷却液。在连续7次加速后,冷却液与轨道最高温度基本不再上升,且轨道最高温度为308.7℃,未超过铜材料的软化温度。该仿真方法和结果对轨道加速器的热管理具有一定的指导意义。

• 单位
  中国人民解放军海军工程大学; 中国船舶重工集团公司第七一三研究所