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 Gu Gang;Wu Lizhou;Geng Hao;Zhao Xi

作者机构：海军工程大学电气工程学院武汉430033 中国船舶重工集团公司第七一三研究所郑州450015 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2020年第35卷第17期

页      面：3601-3608页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主　　题：轨道加速器 冷却 耦合场 有限元 

摘      要：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。