Skip to main content
SUPERVISOR
Peyman Sahebsara,Ali akbar Babaeibrojeny
پیمان صاحب سرا (استاد مشاور) علی اکبر بابائی بروجنی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Batoul Mohammadzadeh Dehsorkh
بتول محمدزاده ده سرخ

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386

TITLE

Three-dimensional calculations of the magnetic properties in a finite superconducting hollow cylinder in the framework of the critical state models
In this study, a set of self-consistency coupled-integral equations for the local magnetic flux and current distributions in a finite superconducting hollow cylinder under an axial magnetic field was directly derived by using the Biot-Savart law and within the framework of the critical-state model. The equations were solved numerically in the three-dimensional space. At the first time, the three-dimensional massive disk problem was solved to confirm the used algorithm and the results were compared with experimental results. In addition to the components of the magnetic flux density and the magnetization, as the hysteresist loops for Bean, Kim and Exponential models were plotted. We assumed that the contribution of the flux penetration from the inner surface of the sample was higher than that of other surfaces. It was found that variation in the area of lateral surface changed the magnitude of the magnetic moment of the finite hollow cylinder in applied magnetic field. The obtained results have a good agreement with authors’ calculations. The formalism presented here can be used for an arbitrary shape of the superconducting system in the presence of any magnetic field dependence of the critical current density J c (B) in an external magnetic field by arbitrary alignment. In addition, a comparison has been made between the magnetic responses of the sample in applying the radial and azimuthal traort currents. It was found that, by increasing of the traort current, saturation value, enclosed area of the hysteresis loops and the initial slopes in the virgin curve decreases. Also we see that, the flux penetration and demagnetizing effect did not affected by the azimuthal angle, the rate of the mentioned changes as the traort current is in azimuthal direction was slower than when that is in the radial direction. In addition, the radial traort current destroyed the azimuthal symmetry of the shielding current distribution and induced the non-uniform magnetic field in the finite sample. The obtained results have shown the importance of the magnetic field dependence of the critical current density on the magnetic response of the finite superconducting hollow cylinder.
در این رساله، یک استوانه توخالی ابررسانا با ابعاد محدود در یک میدان مغناطیسی محوری و در چارچوب نظریه مدل های بحرانی (CSM) در نظر گرفته شد. با استفاده از قانون آمپر معادلات مربوط به مؤلفه های شدت چگالی شار مغناطیسی و همچنین مغناطش نمونه نوشته شد و در نهایت یک دستگاه معادله جفت شده خود-سازگار حاصل شد. این دستگاه معادلات در فضای سه بعدی به صورت عددی حل شد. برای تأیید الگوریتم به کار برده شده، ابتدا مسئله دیسک ناقص به طور سه بعدی حل شد و نتایج محاسبات با نتایج تجربی دیگران مقایسه شد. علاوه بر محاسبه مؤلفه‌های چگالی شار موضعی و مغناطش نمونه، حلقه های پسماند مغناطیسی در مدل های بین ، کیم و نمایی رسم شد. ما فرض کرده ایم که بیشترین سهم نفوذ شار مغناطیسی به درون نمونه از سطح جانبی داخلی نسبت به سطوح دیگر نمونه رخ می دهد. از نتایج حاصل معلوم شد که تغییرات سطح جانبی اندازه مغناطش استوانه توخالی محدود ابررسانا را تغییر می دهد. همچنین، فرمول‌بندی و الگوریتم به کار برده شده را می ت وان برای یک سیستم ابررسانای سه بعدی در حضور میدان مغناطیسی با هر شکل انتخابی و هر وابستگی چگالی جریان بحرانی ( J c ( B )) به کار برد. علاوه بر این، یک مقایسه بین پاسخ مغناطیسی نمونه در حضور جریان های ترابردی در جهت شعاعی و زاویه ای انجام شد. معلوم شد وقتی جریان ترابردی افزایش می یابد مقدار مغناطش اشباع، سطح بسته حلقه های پسماند و شیب منحنی اولیه مغناطش کاهش می یابد. با وجود این، معلوم شد که اثرات دیامغناطیس و نفوذ شار تحت تأثیر تغییرات زاویه نیستند به طوری که تغییرات مذکور با افزایش جریان ترابردی در جهت زاویه ای نسبت به وقتی جریان ترابردی در جهت شعاع است، بسیار کمتر می شود. علاوه بر این جریان ترابردی شعاعی تقارن سمتی توزیع جریان پوششی نمونه ابررسانا با ابعاد محدود را از بین می برد و یک میدان مغناطیسی یکنواخت در نمونه ایجاد می کند. همچنین نتایج حاصل از پاسخ مغناطیسی استوانه توخالی محدود ابررسانا، اهمیت وابستگی چگالی جریان بحرانی به چگالی شار مغناطیسی را نشان می دهد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی