ITER极向场磁体馈线系统的分析与优化的开题报告.docx

ITER极向场磁体馈线系统的分析与优化的开题报告
一、选题背景及意义
ITER是国际上目前最大、最具科学意义的核聚变实验装置之一，其中极向场磁体是保持等离子体稳定的主要手段之一。馈线系统是极向场磁体的重要组成部分，它将电源提供的高电流输送至磁体内部，控制和维持等离子体在压力和温度下的稳定。
由于馈线系统的失效往往会导致等离子体暂态性的崩溃，因此设计一个可靠的馈线系统对ITER实验非常重要。在实际应用中，馈线系统必须考虑如何提高电气性能、机械可靠性、冷却性能、抗辐照能力等特性。因此，对ITER极向场磁体馈线系统进行分析与优化，有助于提高其可靠性，确保实验的准确性和稳定性。
二、研究目标
本文旨在对ITER极向场磁体馈线系统进行分析与优化，包括以下具体研究目标：
1.建立ITER极向场磁体馈线系统的数学模型，分析其电气性能和机械特性等。
2.通过有限元仿真方法，优化馈线的机械结构，提高其可靠性和抗辐照能力。
3.优化馈线的冷却系统，提高其冷却效率与稳定性。
4.针对ITER实验的实际运行条件，分析馈线系统的工作状态，制定合理的断电保护措施。
三、研究内容
本文将围绕研究目标，展开以下具体研究内容：
1.极向场磁体馈线系统的数学模型
1.1极向场磁体的设计参数分析
1.2馈线系统的电气性能分析
1.3馈线系统的机械特性分析
2.有限元仿真优化馈线的机械结构
2.1极向场磁体馈线系统的有限元建模
2.2优化馈线结构的有限元仿真
2.3分析优化后的馈线结构的受力和振动特性
3.馈线系统的冷却系统优化
3.1极向场磁体馈线系统的冷却方式分析
3.2优化馈线的冷却系统设计
3.3分析优化后的冷却系统的冷却效率与稳定性
4.馈线系统的断电保护机制分析
4.1馈线系统的工作状态分析
4.2制定合理的断电保护措施
四、拟采用的研究方法
1.数学分析方法：采用电磁场分析、力学分析和热学分析等方法，建立极向场磁体馈线系统的数学模型，分析和评估馈线系统在电气性能和机械特性方面的表现。
2.有限元仿真方法：采用ANSYS等有限元分析软件，对馈线系统进行有限元建模，优化馈线的机械结构，模拟并分析优化后的馈线结构的受力和振动特性。
3.实验研究方法：通过实验，验证数学模型和仿真模型的正确性，并对馈线系统进行性能测试。
五、预期成果
1.ITER极向场磁体馈线系统的数学模型。
2.优化后的馈线系统的机械结构设计。
3.优化后的馈线系统的冷却系统设计。
4.针对ITER实验的实际运行条件，制定合理的断电保护措施。