моделирование катушки ускорителя токамак, магнитное поле катушки, тепловое распределение в катушке токамака, механические деформации в катушке ускорителя

Соленоидальный электромагнит установки термоядерного синтеза ТОКАМАК

Тип задачи
Осесимметричная мультифизичная задача магнитостатики и механики.

Геометрия

Соленоид состоит из 80 сверхпроводящих витков с каналами для жидкого гелия, закрепленных в пластиковой матрице.

Дано
Данные для магнитной задачи:

Плотность тока в витках катушки j = 3·10⁸ А/м²;
Магнитная проницаемость пластика, проводникового материала и жидкого гелия внутри проводников μ = 1.

Данные для задачи расчета упругого состояния:
Медные проводники:
Модуль Юнга E = 7.74·10¹⁰ Н/м²;
Коэффициент Пуассона ν = 0.335;
Предельное допустимое напряжение: 2.2·10⁸ Н/м².

Пластиковая матрица:

Модуль Юнга E = 2·10¹¹ Н/м²;
Коэффициент Пуассона ν = 0.35;
Предельное допустимое напряжение: 10⁹ Н/м².

Задание
Определить распределение магнитной индукции и механические усилия, вызванные магнитными силами в соленоиде.

Решение
Ввиду симметрии в модели представлена половина электромагнита.

Результаты:
Распределение функции потока в соленоиде ТОКАМАК:

Распределение механических напряжений в соленоиде ТОКАМАК:

См. задачи Coupl4MS.pbm и Сoupl4SA.pbm для расчета магнитного поля и сил, и напряжений и деформаций соответственно.