2D finite element modelling of the AC transport power loss in multi-layer Bi-2223 cables
2D finite element modelling of the AC transport power loss in multi-layer Bi-2223 cables
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多层 Bi-2223 电缆中交流传输功率损耗的二维有限元建模
DOI：
10.1088/1742-6596/1559/1/012134
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Petrov A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Petrov A
提出了一种简单的计算多层Bi2223电缆交流传输总功率损耗的模型，该模型的扭转几何效应近似于二维，大大减少了所需的计算量。该模型通过在电缆的横截面上施加修改后的电流值来运行。这可以通过考虑层的扭曲角度在数学上实现。对几种不同层间距长度和传输电流大小的多层电缆模型进行了仿真，并利用三维模型对其功率损耗进行了估算；对其对应的二维模型进行了仿真计算，并对计算结果进行了比较。在此基础上，利用该二维模型对实际四层Bi2223电缆进行了仿真，仿真结果与文献中给出的损耗相差小于10%。结果表明，由于取得了良好的效果，该方法具有进一步研究和实施的充分基础。
A simple model is proposed which can estimate the total AC transport power loss of a multi-layered Bi-2223 cable, with the effect of the twisted geometry approximated in 2D, thus greatly decreasing the required computational resources. The model operates by applying a modified current value on the cable's cross-section. This can be achieved mathematically by taking into account the layer's twist angle. Several multi-layer cable models with varying layer pitch lengths and magnitudes of transport current were simulated, and the power loss estimated using 3D models; the same was done for their corresponding 2D models and then the results were compared. Furthermore, the 2D model was used to simulate a real 4-layer Bi-2223 cable, where the difference between the simulated power loss and loss presented in literature was under 10%. It was shown that due to the favourable results, the methodology has sufficient basis for further investigation and implementation.
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