Spoke型超导腔非稳态降温过程模拟与热应力分析

摘要

Spoke型超导腔是一种用于中低β加速段的新型超导腔加速结构.使用数值计算方法研究了Spoke型超导腔在非稳态降温过程中的温度分布情况和降温规律,并以此为基础计算了降温过程中的热应力分布情况及其变化规律.结果表明,在降温过程中由于流动不均匀导致Spoke型超导腔温度分布产生了不均匀性,其不均匀程度在降温过程中呈现先迅速上升而后不断降低的趋势.计算了在非稳态降温过程中5个点的应力,通过计算得知,Spoke型超导腔最大热应力远大于稳态工况,最大可达41.85倍.在降温过程中这五个点的超导腔热应力呈现先增大后减小的趋势,且增大降温速率,应力的最大值会随之增大.