AbstractBased on a theoretical model of the magnetoelastic interaction of superconducting coils from the theory of curved beams and the Biot–Savart law, the dynamic behavior of the current-carrying coils disturbed by a pulse current is investigated in this paper. The initial boundary-value equations of the problem are numerically solved by applying the finite difference method for spatial part and the Wilson-θ method for time part. The numerical responses exhibit that the equilibrium position of the vibration of the deformable coil may sometimes jump from one to another, which is referred to as the magnetoelastic dynamic instability of the coil. It is found that the dynamic stability is mainly dependent upon the magnitudes of the steady working current, the peak and the duration of the pulse current. The ranges of these parameters for the magnetoelastic dynamic stability of the coils are searched in detail.
超伝導コイルの磁気弾性相互作用に関する理論モデルに基づき、曲がりはり理論とビオ・サバールの法則から、パルス電流によって擾乱を受けた通電コイルの動的挙動を本研究で調査する。初期境界値方程式は、空間方向には有限差分法を、時間方向にはウィルソンθ法を適用して数値的に解かれる。数値応答は、変形可能なコイルの振動の平衡位置が時として別の平衡位置へ跳躍することを示しており、これはコイルの磁気弾性動的不安定性と呼ばれる。動的安定性は主に、定常動作電流の大きさ、パルス電流のピーク値および持続時間に依存することが見出された。コイルの磁気弾性動的安定性のためのこれらのパラメータの範囲が詳細に探索される。