Особенности применения теоремы вириала для магнитных систем с квазибессиловыми обмотками
Шнеерсон Г.А.1, Шишигин С.Л.2
1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2Вологодский государственный университет, Вологда, Россия
Email: gashneerson@mail.ru
Поступила в редакцию: 6 сентября 2021 г.
В окончательной редакции: 10 октября 2021 г.
Принята к печати: 11 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 10 декабря 2021 г.
Показано, что в магнитной системе с тонкостенной уравновешенной обмоткой, близкой к бессиловой, возможно существенное увеличение параметра theta=W_Mγ/MsigmaM, который, согласно теореме вириала, характеризует отношение энергии магнитной системы WM к массе оборудования с плотностью материала γ, в котором под действием электромагнитных сил имеет место механическое напряжение sigmaM. В квазибессиловой магнитной системе основная часть обмотки находится в состоянии локального равновесия и лишь в относительно небольшой части оборудования имеет место напряженное состояние. Эта часть определяет массу всей системы, и эта масса может быть минимизирована. Построены конфигурации уравновешенных тонкостенных обмоток, на границах которых выполнены одновременно два граничных условия - отсутствие нормальной к границе компоненты индукции и постоянство произведения индукции на радиус. Рассмотрен пример системы, состоящей из основной части - последовательности уравновешенных "поперечных" модулей в форме плоских дисков, и концевых частей, состоящих из комбинации "поперечных" модулей и "продольных", имеющих вид вытянутых вдоль оси колец с уравновешенными торцевыми частями. Показано, что в рассмотренной системе характерный безразмерный параметр theta при неограниченном росте числа элементов основной части может достигать значения около 24, а при изменении числа этих элементов в пределах 20-40 изменяется от 6 до 9. Ключевые слова: квазибессиловое магнитное поле, энергия поля, масса магнитной системы, теорема вириала, минимизация отношения массы к энергии.
- E.N. Parker. Phys. Rev., 109 (5), 1440 (1958)
- К. Лонгмайр. Физика плазмы (Атомиздат, М., 1966), 341 с
- В.Д. Шафранов. В сб.: Вопросы теории плазмы, под ред. М.А. Леонтовича (Госатомиздат, М., 1963), с. 92
- Б.А. Ларионов, Ф.М. Спевакова, А.М. Столов, Э.А. Азизов. В сб.: Физика и техника мощных импульсных систем, под ред. Е.П. Велихова (Энергоатомиздат, М., 1987), с. 66
- Y.M. Eyssa, R.W. Boom. IEEE Trans. Magnet., MAG.17 (1), 460 (1981)
- W. Hassenzahl. IEEE Trans. Magnet., MAG.25 (2), 1854 (1989)
- M.A. Hilal, O. Arici, M. Cuban. IEEE Trans. Magnet., MAG.21 (2), 1044 (1985)
- F.C. Moon. J. Appl. Phys., 53 (12), 9112 (1982)
- S. Nomura, T. Osaki, J. Kondoh, H. Tsutsui, S. Tsuji-Lio, Y. Sato, R. Shimada. IEEE Trans. Appl. Superconductivity, 9 (2), 354 (1999)
- S. Nomura, H. Tsutsui, N. Watanabe, C. Suzuki, S. Kajita, Y. Ohata, T. Takaku, E. Koizumi, S. Tsuji-Lio, R. Shimada. IEEE Trans. Appl. Superconductivity, 13 (2), 1852 (2003)
- S. Nomura, H. Tsutsui. 27 (4), 5700106 (2017)
- H. Kamada, A. Ninomiya, S. Nomura, T. Yagai, T. Nakamura. IEEE Trans. Appl. Superconductivity, 30 (4), 4600905 (2021)
- G.A. Shneerson, M.I. Dolotenko, S.I. Krivosheev. Strong and Superstrong Pulsed Magnetic Fields Generation (Berlin, De Gruyter, 2014), р. 429
- G.A. Shneerson, A.P. Nenashev., A.A. Parfentiev., I.A. Vecherov., S.A. Shimanskiy. IEEE Transactions on Plasma Science. 46 (9), 3209 (2018)
- М.И. Гуревич. Теория струй идеальной жидкости (Наука, М., 1979)
- А.Б. Новгородцев, Ф.Р. Фатхиев. Радиотехника и электроника. (5), 874 (1982)
- Г.А. Шнеерсон. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов (Энергоатомиздат, М., 1992), 414 с. [G.A. Shneerson. Fields and Transients in Superhigh Pulse Current Devices (Nuova Science, NY., 1997), р. 561.]
- Э.Л. Амромин, Г.Н. Капорская, А.Б. Новгородцев, С.Л. Шишигин, Г.А. Шнеерсон. Электричество, (3), 40 (1989)
- С.Л. Шишигин. Электричество. (9), 51 (2008)
- Г.А. Шнеерсон, А.А. Парфентьев, В.В. Титков, С.И. Кривошеев, А.Д. Лагуткина, А.С. Немов, А.П. Ненашев, С.А. Шиманский. Письма в ЖТФ, (11), 40 (2021)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.