A végeselem-módszer alkalmazása mérnöki szimulációkban = The finite element method in engineering simulations

Kuczmann, Miklós (2011) A végeselem-módszer alkalmazása mérnöki szimulációkban = The finite element method in engineering simulations. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 73242_ZJ1.pdf Download (61kB) | Preview

Abstract

A kutatás során a villamosmérnöki gyakorlatban fellelhető alacsonyfrekvenciás és rádióhullámú eszközök numerikus analízise volt a fő feladat. Összegyűjtöttük és tematikusan összefoglaltuk a nemlineáris stacionárius mágneses tér és a nemlineáris örvényáramú problémák megoldására alkalmas formalizmusokat, és azokat a végeselem-módszer keretében implementáltuk. Egységes keretbe foglaltuk a fixpontos iterációs sémát, amelynek segítségével tetszőleges formalizmus tetszőleges direkt, vagy inverz hiszterézis modellel összekapcsolható. Az eljárás alkalmazhatóságát nemzetközileg kiírt TEAM-feladatok megoldásával igazoltuk. A nemlineáris eljárás gyorsítására párhuzamos számítási eljárásokat használtunk. Mérési elrendezést javasoltunk a skalár hiszterézis karakterisztika és a vektoriális hiszterézis karakterisztika mérés útján történő felvételére. A mérési eredmények szimulációjára a Preisach-modellt alkalmaztuk, melynek identifikációja is megtörtént. Megtörtént az izotróp és az anizotróp modell kiterjesztése is. A mérési elrendezés tervezése során a kidolgozott numerikus technikákat alkalmaztuk. A Rádiófrekvenciás Vizsgáló Laboratóriumban számos antenna mérése, valamint végeselemes analízise megtörtént. Megvizsgáltuk a momentum-módszer alkalmazhatóságát és pontosságát is. Az antennák egyszerű forgásszimmetrikus elrendezések (dipól, konika), melyek analízise kétdimenzióban megoldható volt. | The aim of the project is to work out and to analyze the numerical techniques for the simulation of low frequency applications and radio wave equipments. The different potential formulations for the solution of static magnetic field problems as well as eddy current field problems have been collected in the frame of a book. The finite element method has been applied to solve the problems. The fixed point iteration scheme has been used to solve the nonlinear equations, and all the possible formulations can be connected to any direct or inverse hysteresis models. TEAM problems have been solved by the proposed methods, and parallel techniques have been applied to speed up the simulations. Scalar hysteresis characteristics and vector hysteresis characteristcs can be measured by the proposed measurement set-up. The Preisach hysteresis model has been implemented and improved to simulate the phenomenon. Isotropic and anisotropic vector hysteresis models have been realized and identified. The measurement system has been developed by the help of the proposed numerical technique. The measurement and simulation of simple antennas have been worked out in the Radio Frequency Test Laboratory. The finite element method and the method of moments have been realized, tested and compared.

Actions (login required)

Edit Item