Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник 411.docx
Скачиваний:
18
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
4.84 Mб
Скачать

Фгбоу впо «Воронежский государственный технический университет» г.Е. Шунин с.А. Кострюков в.В. Пешков

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОДВЕСОВ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2014

УДК 519.63: 004.94

Шунин Г.Е. Конечно-элементный анализ сверхпроводя­щих электромагнитных подвесов: учеб. пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые, граф. данные (4,61 Мб)/ Г.Е. Шунин, С.А. Кострюков, В.В. Пешков. – Воронеж : ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: ПК 500 и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows XP; MS Word 2007 или более поздняя версия; 1024x768; CD-ROM; мышь. – Загл. с экрана. – Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12x14 см.

В учебном пособии рассматриваются основные положения метода конечных элементов. Описывается конечно-элементный комплекс программ FEMPDESolver и его применение к численному решению краевых задач математической физики и расчету электромеханических характеристик сверхпроводящих подвесов.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 223200.62 «Техническая физика», профиль «Физическая электроника», по дисциплине «Численные методы».

Ил. 76. Библиогр.: 127 назв.

Рецензенты кафедра цифровых технологий

Воронежского государственного университета

(зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук,

проф. С.Д. Кургалин)

канд. физ.-мат. наук, доц. В.В. Ломакин

 Шунин г.Е., Кострюков с.А., Пешков в.В., 2014

 Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на свою многовековую историю, проблема левитации тел в силовых полях продолжает оставаться актуальной и в наше время. Интерес к ней значительно усилился со второй половины 80-х годов двадцатого века в связи с открытием высокотемпературных сверхпроводников и созданием на их основе магнитных опор большой грузоподъемности. Электромагнитные подвесы различных типов находят применение в электротехнике, точном приборостроении, транспортной и измерительной технике.

Вопросам теории и техники неконтактного подвешивания твердых тел в электромагнитных полях посвящены монографии [1-8] и обзоры [9-22].

В данном учебном пособии кратко рассмотрены работы, имеющие принципиальное значение и посвященные использованию сверхпроводящих подвесов в качестве чувствительных элементов криогенных гравиинерциальных приборов (гироскопов, акселерометров, гравиметров, гравитационных градиентометров, крутильных весов и др.) и методам расчёта их электромеханических характеристик. Также рассмотрены компьютерные системы конечно-элементного анализа физических процессов, которые могут использоваться при математическом моделировании базовых элементов электромагнитных подвесов сверхпроводящих тел.

В пособии рассмотрены основные положения метода конечных элементов, дается конечно-элементная формулировка для трехмерного анализа процессов в сверхпроводящем электромагнитном подвесе, основанная на использовании скалярного магнитного потенциала. Показано, что расчет магнитного поля в токонесущих сверхпроводящих системах (в мейсснеровском состоянии) сводится к решению уравнения Лапласа в области со сложной геометрией с граничными условиями 1-го и 2-го рода и заданными скачками потенциала на поверхностях разреза. Получены соответствующие дискретные уравнения для решения конечно-элементной задачи с учетом граничных и других дополнительных условий. Описывается конечно-элементный комплекс программ FEMPDESolver и его применение к численному решению краевых задач математической физики и расчету электромеханических характеристик сверхпроводящих подвесов.

Учебное пособие может быть использовано научными работниками, преподавателями, аспирантами и студентами старших курсов физико-технических специальностей вузов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]