Введение
Глава 1. Постановка задач анализа магнитостатических полей магнитных систем электрофизических установок, характеризующихся циклической симметрией, сложной геометрической формой, нелинейными свойствами магнитомягких и магнитотвердых материалов 24
1.1. Введение 24
1.2. Постановка задачи магнитостатики на основе модифицированного скалярного и электрического векторного потенциалов 27
1.3. Конечно-элементная схема для численного моделирования распределения модифицированного скалярного потенциала по заданному распределению векторного электрического потенциала 32
1.4 Особенности организации процедуры решения дискретизованных нелинейных систем алгебраических уравнений и алгоритмов ускорения сходимости итерационного метода 35
1.5. Комплекс программ КОМРОТ. 41
1.5.1. Методический пример: подготовка и визуализация трехмерной конечно-элементной сетки модели магнитной системы тандема квадруполъных магнитов 48
1.5.2. Методический пример: расчет пространственного поля стальной плитки, совмещенной с плиткой из постоянного магнита 52
1.5.3. Методический пример: расчет магнитной системы «диполъный магнит — магнитный шунт» для установки по измерению магнитной проницаемости электротехнических и конструкционных сталей, разработанной и созданной в ФГУП «НИИЭФА им. Д.В.Ефремова» 58
1.5.4. Методический пример: расчет пространственного распределения магнитного поля (карты магнитного поля) по данным магнитных измерений только на замкнутой границе расчетной области магнита сепаратора КОМБАС ЛЯР ОИЯИ. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных для внутренних точек расчетной области 67
1.6. Вычисление распределений пондеромоторных сил. Дополнительные программные модули для расчетов сил (распределенных и интегральных). Программа FERROPON. 72
1.7. Методика расчета эквивалентных узловых нагрузок для расчета напряженно-деформированного состояния системы. Программа NFORCE для преобразования распределенных нагрузок к узловым и переноса нагрузок в другие комплексы программ. Методический расчет 76
1.8. Выводы 94
Глава 2. Численное моделирование магнитных систем мощных двигателей, содержащих постоянные магниты. Разработка алгоритма анализа нелинейных элементов магнитных систем на основе комбинации дифференциального и интегрального подходов («интегрированная» методика для решения задач электромагнитной совместимости). Численное моделирование испытательных модулей бланкета Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР 96
2.1. Введение 96
2.2. Особенности схемы численного моделирования магнитных систем мощных двигателей с постоянными магнитами с использованием комплекса программ КОМРОТ. 97
2.3. Особенности построения конечно-элементных сеток и учёта скоса паза при численном моделировании магнитных систем мощных двигателей с постоянными магнитами с использованием комплекса программ КОМРОТ. 105
2.4. Оценка точности моделирования нелинейной магнитной системы вентильного двигателя на основе сопоставления экспериментальных и расчетных данных . 107
2.5. Модернизация комплекса программ для решения многоцелевых задач. Комплекс программ КОМРОТ/МР 120
2.6. Численное моделирование испытательных модулей бланкета установки ИТЭР на базе применения предложенной методики и с использованием модернизированного комплекса программ КОМРОТ/МР. Оценка точности численного определения пондеромоторных сил, действующих на ферромагнитные элементы 123
2.7. Заключение 133
Глава 3. Разработка алгоритмов синтеза магнитных систем изохронных циклотронов на базе прецизионных магнитостатических расчетов. Результаты моделирования магнитных систем циклотронов 135
3.1. Постановка задачи синтеза магнитной системы изохронного циклотрона. Расчет функций влияния элементов системы на основе прецизионного численного моделирования пространственного поля циклотрона 135
3.2. Синтез магнитной системы циклотрона ДЦ-72 (с учётом натурной модели магнитной системы 1:5) 142
3.3. Формирование магнитного поля в циклотроне DC60 151
3.4. Формирование магнитного поля в циклотроне СС18/9 190
3.5. Формирование магнитного поля в циклотроне МСС12 196
3.6. Формирование магнитного поля в циклотроне МССЗО/15 201
3.7. Анализ пространственного поля магнитной системы установки У-400Р на стадии предварительной проработки проекта модернизации циклотрона У400 МЛЯР им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ. 209
3.8. Формирование магнитного поля в циклотроне DC350 237
3.9. Выводы 267
Заключение 269
Результаты, выносимые на защиту 269
Список литературы 273
