شبیه سازی الکترومغناطیسی و محاسبه گرادیان اندوکتانس در انواع ساختارهای Railgun بعنوان یک موتور خطی با استفاده از روشFEM- ۲D
/تورج ملکی
تبریز: دانشگاه تبریز ،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر ، گروه مخابرات
۱۲۵ص
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی برق - مخابرات
۱۳۸۶/۰۶/۲۵
تبریز: دانشگاه تبریز ،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر ، گروه مخابرات
عملکرد بهینه ریلگان مستلزم شناخت کلیه پارامترهای موثر برآن است .یکی از پارامترهای مهم در مسئله ریلگان گرادیان اندوکتانس میباشد .این پارامتر با نیروی وارد برآرمیچر نسبت مستقیم دارد .شناخت عوامل موثر برگرادیان اندوکتانس باعث خواهد شد در طراحی اجزای ریلگان به گونهای عمل شود که این پارامتر بهینه گردد .نتیجه تئوری ها و آزمایشصهای مختلف نشان می دهد گرادیان اندوکتانس به عواملی از قبیل ساختمان، هندسه و جنس ریل ها و آرمیچر، جنس بدنه نگهدارنده ریلگان و شکل موج جریان اعمالی وابسته است هدف از انجام این پایان نامه بررسی اثر هندسه ریل ها بر روی گرادیان اندوکتانس میباشد .با استفاده از روش المان محدود (FEM) و استفاده از نرم افزار ANSYS ساختارهای مختلف از نظر هندسه ریل بصورت دو بعدی شبیه-سازی و توزیع جریان و میدان مغناطیسی محاسبه و از طریق آنها انرژی مغناطیسی و در نتیجه گرادیان اندوکتانس محاسبه گردیده است .ساختارهای مورد بررسی عبارتند از ساختارهای با کالیبر مربعی، کالیبر دایروی، ریلصهای شکاف دار، ریلصهای Taper شده، ساختارهای باریل کمکی، ساختارهای چند ضلعی و ... همچنین جنس و ضخامت لایه کلادینگ (Cladding) برای ساختارهای کلادینگ دار مورد بررسی قرار گرفته است .ابعاد وجنس ریلصها در این تحقیق)ادامه چکیده پایان نامهبصورت پارامتری در نظر گرفته شده است .با تغییر این پارامترها و مقایسه نتایج، عوامل موثر بر بهبود نسبی گرادیان اندوکتانس شناسائی میشود .در انتها روشی مبتنی بر معادلات لاگرانژ برای یافتن حالت بهینه ابعاد ریل مربعی با اعمال قید مقدار مجاز دانسیته جریان در ریل-ها، با توجه به نتایج شبیه سازی ها ارائه گردیده است
Furthermore effects of materials and thickness of cladding layers is inspected. In this research property of materials and rail dimensions are parametric. By changing these parameters and comparing the results, effective factors that improve Inductance Gradient are recognized.At the end, we present a method to find optimum dimension of rails. Foundation of this method is Lagrange's equations. The fetter of this problem is allowed current density of rails .۵ Optimum operation of railgun requires to knowledge of all parameters that affect it. One of the important parameters is Inductance Gradient. Force that applied to projectile is proportional with Inductance Gradient. For design of railgun parts, knowledge of factors that affect Inductance Gradient will cause, we have optimum parameters. Theoretical and experimental researches demonstrate that Inductance Gradient is affiliated with various factors such as: Structure, Geometry and materials of rails and projectile, materials of trunk holder and current wave form. The main object of this project is consideration of geometrical effect of rails on Inductance Gradient. By using FEM, Ansys and ۲D modeling, we compute current distribution, magnetic field and magnetic energy for different geometry. After that we use from magnetic energy for Inductance Gradient computation. Considered structures are: Structure with rectangular and circular caliber, Rails that having crack, Tapered rails, Augmented railgun, Polygon rails and