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문제 정의
- 본 연구에서는 Bi-2223/Ag 고온 초전도체 테이프의 안정성해석을 위하여 팬케이크 형상으로 된 초전도 코일에 대하여 시뮬레이션을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
가설 설정
- 고온초전도체의 퀜치해석을 위하여 본 연구에서는다음과 같은 가정을 하였다. 초전도체 선재의 단면은초전도체, 안정체, 그리고 에폭시의 복합 물질로 구성되어 있다.
- 초전도체 선재의 단면은초전도체, 안정체, 그리고 에폭시의 복합 물질로 구성되어 있다. 본 연구에서는 초전도체 선재를 구성하는각 물질의 물성치와 구성물질이 단면에서 차지하는 비율을 고려하여 단면에 따라 균일한(homogeneous) 재질로 가정하였다〔5〕. 이러한 방법은 복잡한 팬케이크형상에 대하여 해석시간을 단축시키고, 단면의 각 축방향에 따라 온도의 따른 물성치를 수식화하여 입력이 가능하도록 한다.
- 일반적으로 실험에서는 퀜치를 발생시키기 위하여 코일내에 히터를 삽입하여 외부로부터 교란에너지를 공급한다. 본 해석에서는 팬케이크 코일에 47 X 5 mm 크기의 히터가 설치된 것으로 가정하여 입력값을 40, 000 -발00, 000 W/nU으로 주어 9.4 - 23.5 W의 열량을 공급하는 것으로 가정하였다. Qd*는 초전도체의 안정화를 위하여 공급되는 액체질소와 초전도 코일의 자연대류에 의한 열교환량이다.
- 따라서. 자연대류의 열값은 경계조건에 따라 변하므로 문헌을 참고하여 값을 계산해 보면 200 - 600 W/neK을 나타내는데, 본 연구에서는 면 = 410 W/neK으로 가정하였다. 초전도체 선재 단면을 균일한상태의 재질로 가정하였지만, 축방향에 따라 단면을 구성하는 물질의 구성 분포는 상이하다.
- 이러한 방법은 복잡한 팬케이크형상에 대하여 해석시간을 단축시키고, 단면의 각 축방향에 따라 온도의 따른 물성치를 수식화하여 입력이 가능하도록 한다. 초전도체의 냉각을 위하여 액체질소를 사용하는 것으로 가정하여 주위 온도는 77K로 설정하였고, 자기장에 의한 영향은 고려하지 않았다. 해석을 수행하기 위해 고려한 기본 지배방정식은 식(1) 과 같다.
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