一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法及装置，包括获取直DCT型线圈参数方程；沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块；基于线圈参数方程，建立所有离散导体块两端矩形截面顶点的坐标；将所有离散导体块的矩形截面顶点的坐标顺序连接，得到线圈的实体模型。因此，本发明专利技术采用参数化建模方法，能够实现直DCT型线圈模型方便、准确建模。准确建模。准确建模。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法及装置


[0001]本专利技术是关于一种基于矩形截面的直DCT(Discrete Cosine Theta离散型余弦电流分布)型线圈实体建模方法、装置、设备及介质，涉及超导磁体


技术介绍

[0002]粒子加速器技术未来的发展方向是高能量、高流强和高亮度，这就要求磁体系统必须兼具高场强和高场质量的特点。
[0003]超导磁体技术可满足高场要求，其中，DCT型线圈是用离散电流线空间位置的方式来实现具有特定空间分布磁场，用来产生磁场的电流密度在空间的分布呈cos(mθ)分布，m代表磁场的阶数，m＝1代表二极场，m＝2代表四极场，以此类推。DCT型线圈理想的磁场分布和多层可嵌套特点，使该结构非常适合应用于各类有高场强和高场质量需求的磁体。DCT型线圈具有尺寸紧凑、励磁效率高及易于加工等优点，超导DCT磁体技术的发展和应用对未来高能物理实验研究具有非常重要的意义。
[0004]超导磁体的设计过程中，需要精确确定电流分布位置，尽可能真实地还原线圈结构。然而直DCT型线圈结构复杂，现有建模过程极为繁琐。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本专利技术的目的是提供提出一种自底向上方便快捷的基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法、装置、设备及介质。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，包括：
[0008]获取直DCT型线圈参数方程；
[0009]沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块；
[0010]基于线圈参数方程，建立所有离散导体块两端矩形截面顶点的坐标；
[0011]将所有离散导体块的矩形截面顶点的坐标顺序连接，得到线圈的实体模型。
[0012]进一步地，直DCT型线圈参数方程为：
[0013]f(z)
·
sin(mθ)＝(i
‑
1/2)/n
[0014]式中，f(z)为形函数，m为线圈极数，θ为导线的角位置，n为导线匝数，i为单根导线数；
[0015]对于端部而言，f(z)遵从一定形函数分布：
[0016]f(z)＝cos(
·
(z
‑
L
s
/2)/(2
·
L
e
))
[0017]式中，L
s
为直边段的长度，L
e
为直边段末端到导体最端部的距离，z为线圈在z方向的位置变量。
[0018]进一步地，沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块，其中，单个离散导体块的几何形状基于离散导体块在所有节点的位置分布确定。
[0019]进一步地，对于矩形截面的导体，采用八节点确定每个离散导体块的形状。
[0020]进一步地，矩形截面顶点的坐标(x,y,z)：
[0021]x＝r*cos(θ+θ
′
)
[0022]y＝r*sin(θ+θ
′
)
[0023]z＝f
‑1(z)
[0024]式中，r为矩形截面中心点O
′
与全局坐标系中心O的距离，θ
′
为角度偏移，f
‑1为f(z)的逆函数。
[0025]进一步地，将所有离散导体块的矩形截面顶点的坐标通过按照点、线、面及体的顺序进行连接，得到线圈的实体模型。
[0026]进一步地，线圈的实体模型在Opera软件中完成建模。
[0027]第二方面，本专利技术还提供一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模装置，包括：
[0028]线圈参数单元，被配置为获取直DCT型线圈参数方程；
[0029]离散单元，被配置为沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块；
[0030]顶点坐标单元，被配置为基于线圈参数方程，建立所有离散导体块两端的矩形截面顶点的坐标；
[0031]实体模型建立单元，被配置为将所有离散导体块的矩形截面顶点的坐标进行连接，得到线圈的实体模型。
[0032]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任一所述方法的指令。
[0033]第四方面，本专利技术提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行任一所述方法的指令。
[0034]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
[0035]1、本专利技术采用参数化建模方法，能够实现直DCT型线圈模型方便、准确建模。
[0036]2、本专利技术所建立的模型能够真实反映直DCT型线圈结构，为加工高质量的直DCT型线圈提供精确的坐标参数，也为后继制造精度等方面的研究奠定良好的基础。
[0037]3、为方便磁铁设计及迭代优化，本专利技术提出的直DCT型线圈参数化实体建模方法，简洁精确，通用性强。
[0038]综上，本专利技术可以广泛应用于DCT型线圈实体建模中。
附图说明
[0039]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0040]图1为本专利技术实施例的直DCT二极线圈导体路径和坐标系之间的关系图；
[0041]图2为本专利技术实施例的节点导体单元坐标关系示意图；
[0042]图3为本专利技术实施例的沿导体路径定义的矩形截面顶点位置关系图；
[0043]图4为本专利技术实施例的Opera中建立的基于矩形截面的直DCT二极线圈模型效果
图；
[0044]图5为本专利技术实施例的电子设备结构图。
具体实施方式
[0045]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0046]尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，其特征在于，包括：获取直DCT型线圈参数方程；沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块；基于线圈参数方程，建立所有离散导体块两端矩形截面顶点的坐标；将所有离散导体块的矩形截面顶点的坐标顺序连接，得到线圈的实体模型。2.根据权利要求1所述的基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，其特征在于，直DCT型线圈参数方程为：f(z)
·
sin(mθ)＝(i
‑
1/2)/n式中，f(z)为形函数，m为线圈极数，θ为导线的角位置，n为导线匝数，i为单根导线数；对于端部而言，f(z)遵从一定形函数分布：f(z)＝cos(
·
(z
‑
L
s
/2)/(2
·
L
e
))式中，L
s
为直边段的长度，L
e
为直边段末端到导体最端部的距离，z为线圈在z方向的位置变量。3.根据权利要求2所述的基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，其特征在于，沿着导体路径将直DCT线圈分为若干离散导体块，其中，单个离散导体块的几何形状基于离散导体块在所有节点的位置分布确定。4.根据权利要求3所述的基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，其特征在于，对于矩形截面的导体，采用八节点确定每个离散导体块的形状。5.根据权利要求4所述的基于矩形截面的直DCT型线圈实体建模方法，其特征在于，矩形截面顶点的坐标(x，y，z)：x＝r*cos(θ+θ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢家琪，马力祯，吴巍，梅恩铭，尤玮，梁羽，陈玉泉，姚庆高，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：