流れと熱移動を考慮した渦電流式制御装置の電磁界解析法の開発

考虑流动和传热的涡流控制设备电磁场分析方法的开发

• 批准号: 10750211
• 负责人: 村松 和弘
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750211/
• 关键词: 磁界解析; 流体解析; 熱解析; 連成解析; 運動座標系; 渦電流式制動装置; 有限要素法

本研究の目的は,渦電流式制動装置の最適設計を,運転時の装置内の温度上昇も考慮して行うために必要となる熱・流体・電磁界併用解析法を開発することである.本年度の成果を要約すれば,以下のようになる.1. 運動座標系を用いた流れの解析法の開発渦電流式制動装置で取り扱う流体は空気であるため,流体の近似法として,非圧縮性ニュートン流体で温度差により浮力の効果を考えるブーシネスク近似を行った場合の運動座標系による定式化を行い,ソフトウェアを開発した.その際,非圧縮性の考慮法としては,ペナルティー法を用い,解析精度の観点からペナルティー定数の最適値の検討も行った.2. 運動座標系を用いた熱移動の解析法の開発熱伝導方程式を運動座標系を用いて定式化し,ソフトウェアを開発した.3. 連成解析法の開発上記で開発した流れと熱移動の解析法および電磁界解析法を連成する場合のアルゴリズムについて検討し,ソフトウェアを開発した.その際のアルゴリズムとしては,流れと熱移動の解析の時定数は電磁界解析よりもかなり大きいため,流れと熱移動の解析は過渡解析法であるステップ・バイ・ステップ法を用い,電磁界解析は定常解析とした.4. 簡易モデルを用いたソフトウェアの検証上記で開発された連成解析法の解析精度を検証するため,誘導加熱装置を想定した物体が静止している検証用モデルを製作し,磁束や温度分布の解析結果と実験結果を比較検討した.その結果,空気の自然対流を考慮すれば,装置の温度上昇に関してほぼ妥当な結果が得られることを示した.平成11年度は,本年度開発したソフトウェアに乱流モデルを導入するなどの改良を行い,物体が高速回転する場合の解析方法について検討を行い,実際の渦電流式制動装置に適用する予定である.

は の purpose this study, the eddy current type brake の を optimum design, transport planning の device temperature rise も の consider し て line う た め に necessary と な る thermal, fluid, electromagnetic field and analytical method を open 発 す る こ と で あ る. For the current year, <s:1> achievements を offer すれば, as follows ようになる ようになる.1. Motion coordinate system を with い た flow れ の analytic method の open 発 eddy current type brake で take り Cha う fluid は empty 気 で あ る た め, fluid の approximation と し て, non 圧 shrinkage ニ ュ ー ト で ン fluid temperature difference に よ り buoyancy の unseen fruit を exam え る ブ ー シ ネ ス ク approximate line を っ た occasions の movement coordinate system に よ る demean を い, ソ フ ト ウ ェ ア を open 発 し た . そ の interstate, non 圧 shrinkage の consider method と し て は, ペ ナ ル テ ィ を use い ー method, analytic accuracy の 観 point か ら ペ ナ ル テ ィ ー destiny the optimal numerical の の 検 line for も っ た. 2. Sport coordinate system を with い た moving の analytic の open 発 hot 伝 conduction equation を movement coordinate system を with い て demean し, ソ フ ト ウ ェ ア を open 発 し た. 3. Together as analytic method の open 発 written で open 発 し た flow れ と hot mobile の analytic method お よ び electromagnetic field analytical method を connect す る occasions の ア ル ゴ リ ズ ム に つ い て 検 for し, ソ フ ト ウ ェ ア を open 発 し た. そ の interstate の ア ル ゴ リ ズ ム と し て は, flow れ と thermal analytical の mobile の destiny は electromagnetic field analytical よ り も か な り big き い た め, flow れ と thermal movement <s:1> analysis, <s:1> transition analysis method であるステップ · バ, <s:1> · ステップ method を, electromagnetic field analysis,, steady analysis, と た.4. Simple モ デ ル を with い た ソ フ ト ウ ェ ア の 検 card written で open 発 さ れ た into analytic method analytical precision の を 検 card す る た め, induction heating device を scenarios し た が static object し て い る 検 card モ デ ル を し, magnetic beam や の analytic results of temperature distribution in と be 験 results を beg し 検 た. そ の results, empty 気 の natural flow seaborne を consider す れ ば, dress Set the <s:1> temperature rise に to ensure that the てほぼ is properly controlled な the result が is られる とを とを とを とを, which shows that た た. は pp.47-53 11 year, this year's open 発 し た ソ フ ト ウ ェ ア に turbulence モ デ ル を import す る な ど の improved を い, object が high-speed planning す る occasions の parsing methods に つ い て 検 for line を い, be interstate の eddy current type brake に applicable す る designated で あ る.

项目成果

村松 和弘: "自然対流を考慮した電磁装置の磁界・熱・流体併用解析" 日本流体力学会第9回計算流体シンポジウム. 395-396 (1998)

Kazuhiro Muramatsu：“考虑自然对流的电磁装置的综合磁场、热和流体分析”日本流体力学学会第 9 届计算流体研讨会 395-396 (1998)。

K.Muramatsu: "Magneto-Thermal-Fluid Analysis Taking Accoune of Natural Convection Using Laglange Coordinote System" Proceedings of the CEFC Conferencce. 1998. (437)

K.Muramatsu：“利用拉格朗格坐标系统进行自然对流的磁热流体分析”CEFC 会议记录。

村松 和弘: "自然対流を考慮した磁界・熱・流体併用解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SA-98-14,RM-98-78. 75-80 (1998)

Kazuhiro Muramatsu：“考虑自然对流的磁场、热和流体的综合分析”日本电气工程师学会固定和旋转机器联合研究小组的材料 SA-98-14，RM-98-78。 80 (1998)