166.6 MHz超导腔加强筋结构的多物理场耦合仿真
Cryogenics（2022）
摘要
高能同步辐射光源加速器的166.6 MHz超导腔采用4.5K饱和液氦浸泡冷却,其内导体与小束管之间设计有加强筋以改善超导的应力分布,加强筋会影响气泡排出,气泡聚集过多会降低液氦冷却效果,有引发失超的风险.使用Fluent、Hfss软件对超导腔内导体附近的流场进行了流动/传热/电磁多物理场耦合仿真,研究了加强筋顶部开孔设计对气泡流动以及换热效果的影响.结果 表明:加强筋顶部开10 mm、20 mm方孔时气泡排出比较顺利,内导体EM面最高温度、平均温度相差较小,相对误差分别为0.5％和0.4％.加强筋顶部不开孔时会在顶部带来较厚的气泡堆积、较大的温度梯度并抬升内导体温度,最高温度约6.41 K,但仍可以保证超导腔处于超导温区.
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