ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估

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ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估

高椿明, 秦臻, 陈颜静

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高椿明, 秦臻, 陈颜静. ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

引用本文:

高椿明, 秦臻, 陈颜静. ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

GAO Chun-ming, QIN Zhen, CHEN Yan-jing. Electromagnetic Coupling Evaluations on ITER Chinese TBM under Plasma Major Disruptions[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

Citation:

GAO Chun-ming, QIN Zhen, CHEN Yan-jing. Electromagnetic Coupling Evaluations on ITER Chinese TBM under Plasma Major Disruptions[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

1.
电子科技大学光电信息学院成都 610054;
2.
核工业西南物理研究院成都 610041

基金项目:

四川省青年基金人才培养计划(2011JQ0025);国家自然科学基金(50506006,61107078)

作者简介:
高椿明(1973-),男,博士,教授,主要从事光声光热及电磁场仿真方面的研究.

中图分类号: O53

Electromagnetic Coupling Evaluations on ITER Chinese TBM under Plasma Major Disruptions

1.
School of Optoelectronic Information,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054;
2.
Southwestern Instituted of Physics Chengdu 610041

摘要: 应用ANSYS有限元软件模拟了ITER等离子体电流的两种主破裂事故和中国固态实验包层所处的物理环境,研究了电磁瞬态变化对TBM结构设计的影响,并得到了感生涡流以及磁场与涡流相互作用产生的电磁力的变化趋势。同时通过多物理场耦合计算,得到了TBM的结构应力、形变位移以及由于感生涡流引起的焦耳热效应分析。结果表明,等离子体电流的线性和指数衰减在TBM上产生的最大等效应力与温升都符合安全设计要求。此外,敏感性分析表明,改变包层后板的支撑套筒长度可降低最大等效应力,可为包层的安全设计提供参考数据。
- 耦合计算 /
- 感生涡流 /
- 电磁安全 /
- 等离子主破裂 /
- 温升 /
- 实验包层模块
Abstract: In order to study the influence of electromagnetic (EM) transients on the structural design of test breeder module (TBM), two plasma major disruptions in ITER and the physical environment of Chinese solid breeder TBM for EM field analysis are simulated by ANSYS finite element software. The eddy currents induced by EM transients and the trend of Lorentz forces caused by the interactions of magnetic field and the eddy currents are evaluated. Meanwhile, the structure stress, displacement of deformation, and the Joule heating effect caused by eddy currents on TBM are obtained by coupling calculation of multi-physical field. The results show that the maximum equivalent stresses and the temperature rises produced by the linear and exponent disruption are satisfied with the requirements of safety design. Moreover, the sensitivity analysis indicates that the maximum equivalent stress can be reduced by changing the length of cartridge, which provides reference for safety design of TBM.
- coupling calculation /
- eddy currents /
- electromagnetic safety /
- plasma disruption /
- temperature rise /
- test breeder module (TBM)

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ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

1. 电子科技大学光电信息学院成都 610054;

2. 核工业西南物理研究院成都 610041

基金项目:

四川省青年基金人才培养计划(2011JQ0025);国家自然科学基金(50506006,61107078)

作者简介:
高椿明(1973-),男,博士,教授,主要从事光声光热及电磁场仿真方面的研究.

收稿日期: 2012-11-28
修回日期: 2013-05-16
刊出日期: 2013-10-15

中图分类号: O53

关键词:

摘要: 应用ANSYS有限元软件模拟了ITER等离子体电流的两种主破裂事故和中国固态实验包层所处的物理环境,研究了电磁瞬态变化对TBM结构设计的影响,并得到了感生涡流以及磁场与涡流相互作用产生的电磁力的变化趋势。同时通过多物理场耦合计算,得到了TBM的结构应力、形变位移以及由于感生涡流引起的焦耳热效应分析。结果表明,等离子体电流的线性和指数衰减在TBM上产生的最大等效应力与温升都符合安全设计要求。此外,敏感性分析表明,改变包层后板的支撑套筒长度可降低最大等效应力,可为包层的安全设计提供参考数据。

English Abstract

高椿明, 秦臻, 陈颜静. ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

引用本文:

高椿明, 秦臻, 陈颜静. ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

GAO Chun-ming, QIN Zhen, CHEN Yan-jing. Electromagnetic Coupling Evaluations on ITER Chinese TBM under Plasma Major Disruptions[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

Citation:

GAO Chun-ming, QIN Zhen, CHEN Yan-jing. Electromagnetic Coupling Evaluations on ITER Chinese TBM under Plasma Major Disruptions[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 678-683. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.007

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