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Numerical simulation of critical current degradation of Nb$$_{3}$$Sn strand in CIC conductor

CIC導体内のNb$$_{3}$$Sn線の臨界電流特性劣化の数値解析

村上 陽之*; 石山 敦士*; 植田 浩史*; 小泉 徳潔; 奥野 清

Murakami, Haruyuki*; Ishiyama, Atsushi*; Ueda, Hiroshi*; Koizumi, Norikiyo; Okuno, Kiyoshi

大型超伝導導体では、電磁力による素線の波状変形によって臨界電流性能が劣化する。この機構を解明するために、解析コードを開発した。しかし、解析結果は、単一素線に波状変形を加えた実験結果を精度よく模擬することができなかった。そこで、素線の弾塑性変形を考慮し、加えてフィラメント間のコンダクタンスの詳細評価を実施した。この結果、解析の精度を改善することができた。そこで、改良したコードを用いて、臨界電流値のバリア厚さ,ブロンズのRRR、及びツイスト・ピッチの依存性を評価した。その結果、バリア厚さを厚くすることで劣化を低減できること,ブロンズのRRR,ツイスト・ピッチは影響が小さいことがわかった。

Critical current was degraded by periodic transverse load in a CICC. A simulation code was developed to study mechanism of this degradation in details. The simulation results were compared with results of experiment in which single strand was periodically bent. Since the test results could not be simulated well in the previous work, the authors carried out improvements of the model, such as use of electro-plastic model and detail evaluation of conductance among filaments. By these improvements the agreement between the simulation and experiment can be modified. This results in verifying validity of our code. Using our code, the general dependence of the critical current degradation on strand configuration, such as barrier thickness, RRR of bronze and twist pitch of filament, are evaluated. The results show barrier thickness affects critical current performance because of its large bending rigidity. On the other hand, RRR of bronze and twist pitch of filament hardly affects critical current performance.

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パーセンタイル:76.52

分野:Engineering, Electrical & Electronic

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