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    • 論文
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    重大突破!科學家設計了一種新型永磁體,為標準化磁體設計奠定了基礎

    2021-10-09

      2021年10月9日消息,近日,中國科學院合肥物質科學研究院(HFIPS)徐國勝教授領導的研究人員設計了一種新的準軸對稱仿星器永磁體。

      

      “兩步走”磁體設計策略進一步驗證了該方法的實用性,為后續的標準化磁體設計奠定了堅實的基礎。相關成果已發表在《核聚變》上。

      

    使用兩步磁鐵設計策略設計的垂直磁鐵.jpeg

      使用“兩步”磁鐵設計策略設計的垂直磁鐵

      

      近年來,用于聚變能研究的先進仿星器方法取得了顯著進展。該永磁無能耗,成本低,自然穩定狀態的優勢,因此它大大降低了仿星器的建設和運營成本的潛力。然而,由于永磁仿星器需要大量的磁塊(104~106),這些磁塊的制造和組裝以及精確控制可能比3D線圈更加困難和昂貴。因此,現在如何簡化甚至標準化磁鐵設計是永磁仿星器的一個關鍵問題。

      

      在這項研究中,研究人員提出了傅里葉分解方法來設計垂直磁體,該方法能夠以高精度和最少的磁體消耗產生所需的磁場。

      

      所有垂直的永磁體都具有相同的剩磁,真空容器上只安裝了一層磁鐵,可以很容易地插入與真空容器相連的網格框架的單元格中,并從后面用彈簧固定。

      

      “這種設計大大簡化了磁鐵的制造、組裝和維護,從而有利于精確控制和降低成本,”徐國勝教授說。

      

      “兩步法”磁鐵設計策略是在“分而治之”的基礎上提出的,具有穩健、高效、邏輯簡單的特點。通過這種策略,將大量磁鐵塊的設計過程分解為每個磁鐵塊的獨立設計,然后迭代尋找解決方案,從而可以定期定制每個磁鐵塊的具體形式,以及適合該磁鐵塊的磁鐵。工程實施可以很容易地設計。

      

      該策略給出了與傅里葉分解法幾乎相同的磁體設計,驗證了該策略的實用性,為后續的標準化磁體設計奠定了堅實的基礎。


      責任編輯:宮在芹
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