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专利名称：线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法、装置及介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411289824.5

专利申请（专利权）人：兰州大学
权利人地址：甘肃省兰州市城关区天水南路222号

专利发明（设计）人：雍华东,常志祥,刘东辉,唐韵开,李东科

专利摘要：本发明属于电磁热技术领域，公开一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法、装置及介质，方法包括：构建线圈的电路模型，并确定电路模型的控制方程；其中，控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；对电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；基于线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流。计算电流密度分布时，无需再与T?A方法进行耦合，有效提高数值模型的收敛性，解决了在计算线圈失超过程时程序收敛困难的问题。

主权利要求：
1.一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法，其特征在于，所述方法包括：构建线圈的电路模型，并确定所述电路模型的控制方程；其中，所述控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；
对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；
根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；
基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流；
所述接头电阻的控制方程表示为：
；
式中： 是供电电流， 是接头电阻， 是通过第j个接头电阻的电流， 是径向电流， 是径向接触电阻， 是平行缠绕回路的匝数， 是环向电路单元对应线圈的长度，是循环参数； 是通过第l个接头电阻的电流；
所述节点电流的控制方程表示为：
；
式中： 是通过第一个接头电阻的电流值， 是第一个环向电流值， 是第一个径向电流值， 是第j?1个径向电流值， 是接头电阻上的电流， 是1+(i?2)n2个环向电流， 是n2+(i?2)n2个径向电流， 是1+(i?1)n2个环向电流， 是1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?2)n2个环向电流， 是j?1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?1)n2个环向电流， 是j+(i?1)n2个径向电流，是k+(j?1)n3+(i?1)n2n3个环向电流， 是循环参数， 是平行共绕回路的数量， 是轴向划分的数量；
所述回路电压的控制方程表示为：
；
式中： 是1+(i?1)n2n3个电压， 是j+(i?1)n2个径向接触电阻， 是1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+in2个径向电流， 是j+in2个径向接触电阻，是j+1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+(n1?1)n2个电压， 是j+(n1?
1)n2个径向接触电阻， 是j+(n1?1)n2个环向电流， 是1+jn3+(n1?1)n2n3个电压， 是j+1+(n1?1)n2个环向电流， 是1+(n2?1)n3+(n1?1)n2n3个电压，是n2+(n1?1)n2个径向电流， 是n2+(n1?1)n2个径向接触电阻， 是k+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压， 是k+1+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压；
对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热，包括：计算等效径向接触电阻，计算公式为：
；
式中： 是等效径向接触电阻，是等效径向接触电阻率，是匝间接触面积；
确定环向电压 的表达式为：
；
式中：Ec表示临界电。硎净废虻缏返ピ涞幕ジ泻妥愿， 表示超导层的电流，t表示时间， 表示基本电路单元上的环向电流，n值取31，Ic表示临界电流，是第l个单元的电感，l是循环参数；
通过如下公式计算环向电路单元之间的互感和自感：；
式中： 表示电感， 表示真空磁导率，r表示线圈半径， 表示线圈高度， 表示m个单元的环向坐标， 表示l个单元的环向坐标， 表示m个单元轴向坐标， 表示l个单元的轴向坐标， 表示两个线元之间的距离， 是第m个单元的径向坐标，是第l个单元的径向坐标；
通过如下公式确定超导层的电流：
；
式中： 表示超导层电流， 表示环向基本单元的电流， 表示正常层电阻，表示超导层的电阻，通过如下公式确定：；
式中， 表示临界电流， 表示环向基本单元长度；
基于超导层的电流确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线圈的热传导模型包括第一热传导方程、边界方程以及第二热传导方程：所述第一热传导方程表征线圈在考虑接触热阻下的温度变化；
所述边界方程表征匝间接触热阻对边界热流变化的影响，是所述第一热传导方程的边界条件；
所述第二热传导方程是考虑外部流体流动的传热方程，表征流体流动对温度传递的影响。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一热传导方程表示为：；
式中：， ， ，和 分别表示线圈的密度、比热容、热导率和正常层的电阻率，表示外部热源，表示矢量微分算符， 表示超导电流， 表示带材截面积，T表示温度；
所述边界方程表征接触热阻随温度的变化。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方法确定边界方程：在匝间接触面上设置如下边界以考虑匝间接触面上热流的连续性：；
式中， 表示随温度变化的传热系数， 表示边界温度，r表示坐标， 表示匝间接触面的法向量， 表示随温度变化的传热系数， 表示边界温度， 表示匝间接触面的法向量， 表示接触电阻率， 表示匝间接触面积，J表示径向电流；
基于所述边界，确定边界方程表示为：
；
式中： 表示接触电阻， 表示热分配系数，q表示流过边界的热流。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二热传导方程表示为：；
式中，表示液体密度， 表示液体的比热容， 表示液体的导热系数,u表示流场流速，通过如下方程确定外部流体的流。
；
式中： 表示液体密度随温度的变化关系，I表示单位张量，g表示重力加速度，表示液体密度，u表示流场流速。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，通过如下公式确定线圈的临界电流：；
式中： 表示线圈的临界电流， 表示与温度有关的临界电流系数， 表示与磁场有关的临界电流系数， 表示初始临界电流， 表示临界温度， 表示初始温度， 表示温度, 表示, 是实验拟合参数， 表示切向磁感应强度, 表示法向磁感应强度, 是实验拟合参数， 是实验拟合参数。
7.一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算装置，其特征在于，所述装置包括：电路模型构建单元，被配置为构建线圈的电路模型，并确定所述电路模型的控制方程；
其中，所述控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；
电路模型求解单元，被配置为对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；
热传导模型构建单元，被配置为根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；
临界电流更新单元，被配置为基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流；
所述接头电阻的控制方程表示为：
；
式中： 是供电电流， 是接头电阻， 是通过第j个接头电阻的电流， 是径向电流， 是径向接触电阻， 是平行缠绕回路的匝数， 是环向电路单元对应线圈的长度，是循环参数； 是通过第l个接头电阻的电流；
所述节点电流的控制方程表示为：
；
式中： 是通过第一个接头电阻的电流值， 是第一个环向电流值， 是第一个径向电流值， 是第j?1个径向电流值， 是接头电阻上的电流， 是1+(i?2)n2个环向电流， 是n2+(i?2)n2个径向电流， 是1+(i?1)n2个环向电流， 是1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?2)n2个环向电流， 是j?1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?1)n2个环向电流， 是j+(i?1)n2个径向电流，是k+(j?1)n3+(i?1)n2n3个环向电流， 是循环参数， 是平行共绕回路的数量， 是轴向划分的数量；
所述回路电压的控制方程表示为：
；
式中： 是1+(i?1)n2n3个电压， 是j+(i?1)n2个径向接触电阻， 是1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+in2个径向电流， 是j+in2个径向接触电阻，是j+1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+(n1?1)n2个电压， 是j+(n1?
1)n2个径向接触电阻， 是j+(n1?1)n2个环向电流， 是1+jn3+(n1?1)n2n3个电压， 是j+1+(n1?1)n2个环向电流， 是1+(n2?1)n3+(n1?1)n2n3个电压，是n2+(n1?1)n2个径向电流， 是n2+(n1?1)n2个径向接触电阻， 是k+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压， 是k+1+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压；
对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热，包括：计算等效径向接触电阻，计算公式为：
；
式中： 是等效径向接触电阻，是等效径向接触电阻率，是匝间接触面积；
确定环向电压 的表达式为：
；
式中：Ec表示临界电。硎净废虻缏返ピ涞幕ジ泻妥愿， 表示超导层的电流，t表示时间， 表示基本电路单元上的环向电流，n值取31，Ic表示临界电流，是第l个单元的电感，l是循环参数；
通过如下公式计算环向电路单元之间的互感和自感：；
式中： 表示电感， 表示真空磁导率，r表示线圈半径， 表示线圈高度， 表示m个单元的环向坐标， 表示l个单元的环向坐标， 表示m个单元轴向坐标， 表示l个单元的轴向坐标， 表示两个线元之间的距离， 是第m个单元的径向坐标，是第l个单元的径向坐标；
通过如下公式确定超导层的电流：
；
式中： 表示超导层电流， 表示环向基本单元的电流， 表示正常层电阻，表示超导层的电阻，通过如下公式确定：；
式中， 表示临界电流， 表示环向基本单元长度；
基于超导层的电流确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热。
8.一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。 说明书 : 线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法、装置及介质技术领域[0001] 本发明涉及电磁热技术领域，更具体地，涉及一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法、装置及介质。背景技术[0002] REBCO高温超导（HTS）带材因其在强磁场中具有高临界电流密度，因此在磁悬浮、加速器磁铁和核磁共振等领域具有广泛应用。无绝缘（NI）缠绕方法通过消除相邻匝之间的绝缘，可以显著增强HTS线圈的热稳定性。近年来，无绝缘高温超导线圈引起了广泛关注，发展了各种NI线圈结构。然而，NI线圈匝间的径向电流共享会在充放电过程中造成明显的时间延迟。为了减少NI线圈的时间延迟，研究人员提出了无绝缘共绕（PWNI）线圈。[0003] PWNI线圈由于其多匝共绕特性，与相同尺寸的单匝NI线圈相比，PWNI线圈降低了电感，从而降低了充放电延迟。一些研究使用部分元件等效电路（PEEC）模型分析了PWNIHTS线圈的特定电磁特性，如中心磁场和线圈电压，以及在特定时间不同匝间环向电流的不平衡。此外，电磁热耦合模型被用于分析过电流条件下的PWNIHTS线圈。已有技术结合部分元件等效电路（PEEC）模型和T?A方法对PWNIHTS线圈在充放电过程中的不均匀电流分布进行了研究。然而，关于PWNIHTS线圈热稳定性和局部失超的评估方法仍然稀缺，其潜在机制需要进一步说明。[0004] 由于径向电流的存在，NI线圈中的内部电流流动相当复杂。为了计算这种电流分布，现有技术已经开发了各种电路模型，包括集总电路模型、部分元件等效电路（PEEC）模型和轴对称电路模型。然而，这些模型未考虑不均匀电流密度分布。为了解决这一局限性，已有技术提出一种部分元件等效电路（A?PEEC）模型，可以直接计算NI线圈中的电流密度分布。为了容易实现NI线圈的耦合分析，基于有限元H方法和T?A方法的NI线圈电流密度分布计算方法被使用。但是由于PWNIHTS线圈独特的多匝平行共绕特性，应用这些方法计算电流密度分布变得非常复杂和困难。发明内容[0005] 提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法、装置及介质，以解决计算线圈失超过程时程序收敛困难的问题。[0006] 根据本发明的第一方面，提供了一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法，所述方法包括：[0007] 构建线圈的电路模型，并确定所述电路模型的控制方程；其中，所述控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；[0008] 对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；[0009] 根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；[0010] 基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流。[0011] 根据本发明的第二方面，提供一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算装置，所述装置包括：[0012] 电路模型构建单元，被配置为构建线圈的电路模型，并确定所述电路模型的控制方程；其中，所述控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；[0013] 电路模型求解单元，被配置为对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；[0014] 热传导模型构建单元，被配置为根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；[0015] 临界电流更新单元，被配置为基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流。[0016] 根据本发明的第三方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的方法。[0017] 本发明至少具有以下有益效果：[0018] 1、建立可直接计算无绝缘共绕线圈屏蔽电流密度的电路模型，考虑了电流密度的不均匀分布。[0019] 2、计算电流密度分布时，无需再与T?A方法进行耦合，有效提高数值模型的收敛性，解决了在计算线圈失超过程时程序收敛困难的问题。[0020] 3、热传导模型考虑线圈匝间接触热阻的作用，与传统均匀化的热传导模型相比，匝间温差效果被体现，这与线圈热传导过程中的实际情况更加接近。[0021] 4、考虑外部冷却液体的非等温流动，可以对外部冷却液体的流场进行计算模拟。附图说明[0022] 图1示出了根据本发明实施例的一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法的原理图。[0023] 图2示出了根据本发明实施例的一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法的流程图。[0024] 图3示出了根据本发明实施例的种可以直接计算PWNIHTS线圈屏蔽电流密度分布的等效轴对称电路模型的结构图。[0025] 图4示出了根据本发明实施例的线圈失超过程中的电磁热耦合计算装置的结构图。具体实施方式[0026] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。[0027] 本发明实施例提出一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法。图1为一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法的原理图，如图1所示，显示了电场、温度场、磁场以及流场之间的关系。该方法通过基于电磁学板块和热学板块来实现，其中，电磁学板块中构建线圈的电路模型，该电路模型用于模拟电。愿玫缏纺Ｐ徒星蠼饧纯扇范ǖ缌髅芏菾p，热学板块构建热传导模型，该热传导模型用于模拟温度场和流。ü露瘸〉哪Ｄ饧扑愠鑫露萒，并反馈至流。鞒』诟梦露萒反馈速度v至温度场中对温度T进行更新，更新后的温度T送入磁场中。磁场是根据电流密度来构建的，并结合温度场反馈的温度，以此将线圈的电、磁、热这三大块的参数进行结合计算，以确定出临界电流Ic并馈送至电场中用于电流密度的计算。需要注意，在首次计算时，即还未计算出临界电流的情况下，设置一个初始的临界电流，利用该临界电流对该电路模型进行求解来确定电流密度。[0028] 基于上述基本原理，提供该线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法的具体实施流程。图2为一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算方法的流程图，结合图2所示，该方法包括如下步骤：[0029] S1、构建线圈的电路模型，并确定电路模型的控制方程；其中，控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程。[0030] 在一示例性的实施例中，以PWNIHTS线圈为例，基于（A?PEEC）模型和等效电路轴对称模型，建立了一种可以直接计算PWNIHTS线圈屏蔽电流密度分布的等效轴对称电路模型作为线圈的电路模型，该等效轴对称电路模型的结构如图3所示。其中，PWNIHTS线圈指的是高温超导无绝缘共绕线圈。需要注意，本发明能够适用的线圈类型包括但不限于PWNIHTS线圈，此处仅仅只是示例，并非是对本发明的限制。[0031] 请结合图3，电路模型的控制方程由基尔霍夫定律给出。，，，分别表示平行共绕回路的数量、平行缠绕回路中的匝数和轴向划分的数量。 ， ， 分别表示方位基元电路元件的数量、径向接触电阻的数量和匝数。[0032] 接头电阻的控制方程表示为：[0033] ；[0034] 式中： 是供电电流， 是接头电阻， 是通过第j个接头电阻的电流， 是径向电流， 是径向接触电阻， 是平行缠绕回路的匝数， 是环向电路单元对应线圈的长度， 是循环参数， 是通过第l个接头电阻的电流。[0035] 节点电流的控制方程表示为：[0036] ；[0037] 式中： 是通过第一个接头电阻的电流值， 是第一个环向电流值， 是第一个径向电流值， 是第j?1个径向电流值， 是接头电阻上的电流， 是1+(i?2)n2个环向电流， 是n2+(i?2)n2个径向电流， 是1+(i?1)n2个环向电流，是1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?2)n2个环向电流， 是j?1+(i?1)n2个径向电流， 是j+(i?1)n2个环向电流， 是j+(i?1)n2个径向电流，是k+(j?1)n3+(i?1)n2n3个环向电流， 是循环参数， 是平行共绕回路的数量， 是轴向划分的平行缠绕回路数量。[0038] 回路电压的控制方程表示为：[0039] ；[0040] 式中： 是1+(i?1)n2n3个电压， 是j+(i?1)n2个径向接触电阻，是1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+in2个径向电流， 是j+in2个径向接触电阻， 是j+1+(j?1)n3+(i?1)n2n3个电压， 是j+(n1?1)n2个电压， 是j+(n1?1)n2个径向接触电阻， 是j+(n1?1)n2个环向电流， 是1+jn3+(n1?1)n2n3个电压， 是j+1+(n1?1)n2个环向电流， 是1+(n2?1)n3+(n1?1)n2n3个电压，是n2+(n1?1)n2个径向电流， 是n2+(n1?1)n2个径向接触电阻， 是k+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压， 是k+1+(j?1)n3+(n1?1)n2n3个电压。[0041] S2、对电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热。[0042] 在一示例性的实施例中，提供一种求解电路模型的控制方程的具体流程。首先，计算等效径向接触电阻，计算公式为：[0043] ；[0044] 式中： 是等效径向接触电阻，是等效径向接触电阻率，是匝间接触面积。[0045] 在计算出等效径向接触电阻后，可基于接头电阻的控制方程来确定电流参数，基于确定的电流参数反馈至节点电流的控制方程中即可得到各个节点的电流，再将各个节点的电流输入到回路电压的控制方程中，即可确定环向电压。[0046] 其次，确定环向电压 的表达式为：[0047] ；[0048] 式中：Ec表示临界电。硎净废虻缏返ピ涞幕ジ泻妥愿， 表示超导层的电流，t表示时间， 表示基本电路单元上的环向电流，n值取31，Ic表示临界电流，是第l个单元的电感，l是循环参数。[0049] 需要注意，此处的临界电流如果是首次计算，则使用预先设定的数值，如果不是首次计算，则使用上一次计算出的临界电流。[0050] 环向电路单元之间的互感和自感可以通过基于诺依曼公式的四重积分得到：[0051] ；[0052] 式中： 表示电感， 表示真空磁导率，r表示线圈半径， 表示线圈高度， 表示m个单元的环向坐标， 表示l个单元的环向坐标， 表示m个单元轴向坐标， 表示l个单元的轴向坐标， 表示两个线元之间的距离， 是第m个单元的径向坐标，是第l个单元的径向坐标。[0053] 超导层的电流可以通过与正常层电阻的并联关系得到：[0054] ；[0055] 式中： 表示超导层电流， 表示环向基本单元的电流， 表示正常层电阻， 表示超导层的电阻，由E?I幂律模型得到：[0056] ；[0057] 式中， 表示临界电流， 表示环向基本单元长度。[0058] 最后，基于超导层的电流确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热。[0059] 需要说明的是，根据超导层的电流计算线圈的电流密度以及电流产生的焦耳热的计算公式是公知的，故此处不详细描述。[0060] S3、根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数。[0061] 本实施例中，在计算线圈温度分布的过程中，考虑外部流体由于温差引起的非等温流动对线圈的冷却效率的影响。超导带材采用均质等效模型进行均质化，考虑了线圈匝间的径向接触热阻和接触热阻随温度的变化。引入Navier?Stokes（N?S）方程来求解外部流体的流场。[0062] 在一示例性的实施例中，线圈的热传导模型包括第一热传导方程、边界方程以及第二热传导方程：第一热传导方程表征线圈匝间的径向接触热阻随温度的变化；边界方程表征接触热阻随温度的变化，是第一热传导方程的边界条件；第二热传导方程是外部流体的传热方程，表征流体流动对温度传递的影响。[0063] 第一热传导方程表示为：[0064] ；[0065] 式中：， ， ，和 分别表示线圈的密度、比热容、热导率和正常层的电阻率，表示外部热源，表示矢量微分算符， 表示超导电流， 表示带材截面积，T表示温度；[0066] 所述边界方程表征接触热阻随温度的变化。[0067] 通过如下方法确定边界方程：[0068] 在匝间接触面上设置如下边界以考虑匝间接触面上热流的连续性：[0069] ；[0070] 式中， 表示随温度变化的传热系数， 表示边界温度，r表示坐标， 表示匝间接触面的法向量， 表示随温度变化的传热系数， 表示边界温度， 表示匝间接触面的法向量， 表示接触电阻率， 表示匝间接触面积，J表示径向电流。[0071] 基于所述边界，确定边界方程表示为：[0072] ；[0073] 式中： 表示接触电阻， 表示热分配系数，q表示流过边界的热流。[0074] 第二热传导方程表示为：[0075] ；[0076] 式中，表示液体密度， 表示液体的比热容， 表示液体的导热系数,u表示流场流速。[0077] 通过如下方程确定外部流体的流。篬0078] ；[0079] 式中： 表示液体密度随温度的变化，I表示单位张量，g表示重力加速度，表示液体密度，u表示流场流速。[0080] S4、基于线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流。[0081] 在一示例性的实施例中，基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，通过如下公式确定线圈的临界电流：[0082] ；[0083] 式中： 表示线圈的临界电流， 表示与温度有关的临界电流系数， 表示与磁场有关的临界电流系数， 表示初始临界电流， 表示临界温度， 表示初始温度，表示温度, 表示, 是实验拟合参数， 表示切向磁感应强度, 表示法向磁感应强度, 是实验拟合参数， 是实验拟合参数。[0084] 本发明实施例还提供一种线圈失超过程中的电磁热耦合计算装置，如图4所示，该装置包括：[0085] 电路模型构建单元401，被配置为构建线圈的电路模型，并确定所述电路模型的控制方程；其中，所述控制方程包括接头电阻的控制方程、节点电流的控制方程以及回路电压的控制方程；[0086] 电路模型求解单元402，被配置为对所述电路模型的控制方程进行求解以确定线圈的电流密度分布以及电流产生的焦耳热；[0087] 热传导模型构建单元403，被配置为根据外部流体对线圈的冷却影响，构建线圈的热传导模型，所述热传导模型响应于输入的电流产生的焦耳热以确定温度参数；[0088] 临界电流更新单元404，被配置为基于所述线圈的电流密度分布以及温度参数，确定线圈的临界电流。[0089] 需要注意，本实施例所描述的装置结构与在先描述的方法属于同一技术构思，通过相同的原理达到同样的技术效果，此处不赘述。[0090] 本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一实施例所述的方法。[0091] 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2024-09-14

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118821698B