系統安定化用SMESやMRI用超伝導マグネットの実用的最適化設計手法に関する研究

系统稳定性SMES和MRI超导磁体实用优化设计方法研究

• 批准号: 18760209
• 负责人: 野口 聡
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760209/
• 关键词: 超伝導エネルギー貯蔵装置; 最適化設計; 電磁界数値解析; 超伝導マグネット; SMES; MRI

超伝導マグネットの実用的な設計を磁場解析・熱解析・最適化手法の連成により行えるようにするために,「堅固な設計」と「多目的設計に対する最適設計」についての検討を行った.「堅固な設計」については,Immune Algorithmを堅固な設計用に修正し,その修正法を用いることで,大幅な計算時間の短縮化も達成できた.また,「多目的設計に対する最適設計」ついては,ゲーム理論の適用により,トレードオフの関係にある多数の目的を考慮することが可能となった.さらに,協力ゲームや非協力ゲームなどの種々のゲーム理論を比較し,最適化設計に適したゲーム理論の調査を行った.実験結果から冷凍機伝導冷却を使用した場合の,超伝導コイル内部で温度差を考慮に入れた設計手法についての検討も行った.超伝導マグネットを設計する上で,超伝導導体の特性を高精度にモデル化し,シミュレーションに組み込むことは必要不可欠である.そこで,高精度モデル化に必要な特性を,特に熱特性を対象とし実験計測を行った.この結果を磁場解析と熱解析の連成シミュレーションのためのプログラム・コードに組み込み,冷凍機伝導冷却特性を考慮したプログラム・コードへと発展させた.そして,そのプログラム・コードに最適化設計アルゴリズムを組み合わせることで,熱特性までも考慮に入れた超伝導マグネットの最適化設計を可能にした.超伝導マグネットの最適化設計の結果,従来の熱特性を考慮していなかった設計結果よりも巻線体積をおよそ15%減らす設計に成功した.

Design for practical applications of ultra-conductive materials: magnetic field analysis, thermal analysis, optimization techniques, and research on "robust design" and "optimal design for multi-purpose design." "Robust Design" is a term used to modify Immune Algorithm for Robust Design. In this paper, we discuss the optimal design for multi-purpose design, and discuss the application of multi-purpose theory to multi-purpose design. In this paper, we compare the theory of optimization design with that of non-cooperation design, and investigate the theory of optimization design. As a result, the refrigerator conduction cooling is used, and the temperature difference inside the superconduction tube is taken into account. Superconductor design requires high precision in the characterization of superconductors. High precision, high precision, high The results of magnetic field analysis and thermal analysis are combined to determine the optimal temperature and temperature of the refrigerator. In this case, the thermal characteristics of the heat exchanger are considered to be possible in optimizing the design of the heat exchanger. The result of optimization design of super-conductor is that the thermal characteristics of the conductor are taken into account. The design result is that the volume of conductor is reduced by 15% and the design is successful.

项目成果

A modified immune network algorithm for multimodal electromagnetic problems

• DOI: 10.1109/tmag.2006.871633
• 发表时间: 2006-03
• 期刊: IEEE Transactions on Magnetics
• 影响因子: 2.1
• 作者: F. Campelo;Frederico G. Guimarães;Hajime Igarashi;Jaime A. Ramírez;So Noguchi

An Optimal Configuration Design Method for HTS-SMES Coils Taking Account of Thermal and Electromagnetic Characteristics

考虑热特性和电磁特性的HTS-SMES线圈优化结构设计方法

• 发表时间: 2007
• 作者: F.Campelo;G.Guimaraes;H.Igarasi;J.Ramirez;S.Noguchi;So Noguchi
• 通讯作者: So Noguchi

Operating Property Analysis of Parallelized Resistive Fault Current Limiter Using YBCO Thin Films

YBCO薄膜并联电阻故障限流器工作特性分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 17,2
• 作者: 谷正史;鈴木亮一他2名;鈴木亮一他5名;鈴木亮一他3名;So Noguchi
• 通讯作者: So Noguchi