Modelování elektromagnetických polí (Přednášky)

| Kategorie: Skripta  | Tento dokument chci!

Numerické modelování elektromagnetických polí se s rozvojem výpočetní techniky a neustále rostoucí výkonností počítačů stalo spolu s optimalizačními technikami nepostradatelnou složkou návrhu konstrukcí nových elektrotechnických a elektronickýchzařízení i zařízení z ostatních oblastí technické praxe. Numerické modelování je také bezesporu nedílnou součástí komplexních analýz chování časoprostorových polí, které jsou důležité pro posouzení nových požadavků na kvalitu zařízení jako je elektromagnetická kompatibilita. Složité problémy řešené v současné technické praxi nelze zvládnout ve většině případů jinými prostředky než pomocí vhodných numerických metod za použití výkonných počítačů.

Vydal: FEKT VUT Brno Autor: UTEE - Jarmila Dědková

Strana 28 z 71

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
elektrostatické úloze potenciál nebo hustotu náboje vybraných bodech prostorové sítě, nazývaných uzly. Numerické metody používají případech kdy klasické řešení nelze získat (řešení diferenciální rovnice), není známé (výpočet integrálů) a nebo příliš složité. Jednodušší programy založené numerických metodách jsou současnosti běžnou součástí programů pro počítačové projektování, jako AUTOCAD. Pole mezi uzly pak nalezneme vhodnou aproximací. Bez nutné minimální znalosti teorie numerických metod nelze příslušné podprogramy využít. Při vývoji každého nového zařízení potřeba nejdříve stanovit, kdy použijeme počítačové modely kdy dáme přednost výrobě reálného modelu. Přesnost řešení záleží přesnosti vstupních dat, hustotě sítě, tj. • Popisem materiálových vlastností prostředí jednotlivých podoblastí. Přibližné řešení nalezne např. • Popisem okrajových podmínek hranicích podoblasti. Oblast, které hledá řešení, rozdělí podoblasti dělí elementy, určené uzly jejich souřadnicemi. • Diferenciální nebo integrální rovnicí pole. Cena počítačového modelu dána položkami: nákup rychlé odpisy výpočetní techniky, zakoupení software včetně instalace a údržby, lidská kvalifikovaná práce vytvoření výpočet jednoduchého modelu trvá včetně zprávy méně než týden, složitý model vytváří skupina pracovníků měsíce. Společným rysem numerických metod náhrada přesného řešení diferenciální nebo integrální rovnice řešením přibližným. • Popisem rozložení zdrojů pole jejich vlastností podoblastech plochách. Je . rozvojem výpočetní techniky jsou posledních dvaceti letech vyvíjeny účinné numerické metody, které umožňují modelovat reálná pole. počtu uzlů (chyba diskretizace) také způsobu zaokrouhlování při sestavování počítačového modelu. Numerická matematika se zabývá řešením problémů pomocí aritmetických procesů jde vybrat nabízených možností nejlepší nejefektivnější. těchto programech je zajištěna výměna dat mezi hlavním programem programem pro numerické řešení pole. Typickým příkladem využití počítačového modelování elektromagnetismu jsou drahá a složitá zařízení, jejichž prototypy musí být absolvování příslušných zkoušek funkční. Příkladem alternátor výkonu 1000 pro jadernou elektrárnu Temelíně plzeňské Škodovky, zahraničí výkonné urychlovače částic nebo satelitní vysílače. • Dalšími vztahy, odvozenými pro výpočet sekundárních veličin (vztah pro kapacitu, celkovou energii, síly, intenzitu, trajektorie částic aj. Každá úloha zadána: • Geometrií popisující tvar rozměry daného uspořádání. Hlavním hlediskem při rozhodování mělo být hledisko ekonomické. Princip numerických metod spočívá sestavení diskrétního modelu odpovídajícího řešenému problému nalezení přesného řešení náhradního problému, který tento model popisuje. velké série motorků pro automobily, praček apod. Dále postupně zmíníme třech nejrozšířenějších numerických metodách modelování, metodě hraničních prvků, metodě konečných diferencí metodě konečných prvků.). Patří sem i optimalizace drobných zařízení, vyráběných velkých sériích, např.FEKT Vysokého učení technického Brně pomocí různých modelů zpravidla proudových polí, které jsou popsány formálně stejnými rovnicemi. Principy dále popsaných metod jsou zcela obecné jsou použitelné jiné pole (magnetické, proměnné, vyzařování antén, vlnovody, optická vlákna). Podrobněji bude popsána pouze metoda konečných prvků její aplikace řešení elektrostatického