Dissertação
{pt_PT=High Temperature Superconductors Modelling} {} EVALUATED
{pt=Supercondutores de alta temperatura (HTSc) podem conduzir densidades de corrente mais elevadas que condutores convencionais. HTSc têm temperaturas críticas elevadas por isso, em comparação com supercondutores convencionais, requerem processos de arrefecimento mais baratos. Consequentemente, HTSc são economicamente vantajosos. Modelar sistemas com HTSc é essencial. Atualmente, estes modelos baseiam-se numa lei de potências para a caraterística E-J. A alta não linearidade da relação E-J pode resultar em computações numericamente instáveis e lentas. Apresentamos um modelo para blocos de HTSc, o modelo densidade, que é derivável da teoria fenomenológica de Ginsburg-Landau para a supercondutividade. Este trabalho é desenvolvido sob a permissa de que a constante de Ginsburg-Landau, κ, tem um valor elevado e que o campo magnético aplicado é elevado o suficiente para as linhas de fluxo estejam a uma distância muito menor que o comprimento de penetração, podendo-se usar um modelo de campo médio. Para sistemas formados por YBCO e GdBCO, as distribuições de campo magnético para os dois modelos estão em concordância em muitos dos casos estudados. O modelo empírico, que usa a lei das potências, tem tempos de computação menores. No entanto, o modelo da densidade apresenta sempre convergência e o mesmo não acontece para o modelo empírico. Vários parâmetros são necessários para definir o modelo da densidade. O comprimento de coerência, ξ, o comprimento de penetração, λ, e a constante de relaxação temporal, Γ, são determinados por teorias microscópicas. Outros parâmetros são escolhidos heuristicamente. Estudámos o efeito de variar esses parâmetros nas distribuições finais de campo magnético., en=High temperature superconductors (HTSc) can conduct much higher currents than conventional conductors. HTSc have high critical temperatures, thus, when compared with conventional superconductors, they require less expensive coolling processes. Therefore, HTSc economically advantageous. Modelling systems with HTSc bulks is essential. Currently, the models used are based on a power law for the characteristic E-J. The highly non-linear E-J relation is sometimes responsible for calculations numerically unstable and time-consuming. We present a model for HTSc bulks, the density model, that is derivable from the phenomenological Ginsburg-Landau (GL) theory of superconductivity. We work under the assumptions that the GL constant, κ, has a large value and that the applied magnetic field has a magnitude high enough so that the distance between the flux lines is much smaller than the penetration depth allowing the use of a mean-field model. For systems of YBCO and GdBCO, the magnetic field distributions inside the bulks for both models are in good agreement in many of the cases studied. The model based in the power law has always smaller computation times. However, the density model simulations presented always convergence, and the model based on the power law does not. Several parameters are necessary to completely define the density model. The coherence length, ξ, the penetration depth, λ, and the relaxation constant, Γ, are determined from microscopic theories. Other parameters, as the nucleation current density, Jnuc, are fixed heuristically. We study the effect of varying these parameters in the final magnetic field distributions. }
dezembro 2, 2022, 14:30
Publicação
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Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Auxiliar
