بررسي ترموالاستيك يك پرتابگر الكترومغناطيس به كمك روش حجم محدود

Thermoelastic Analysis of an Electromagnetic Launcher Using Finite Volume Method

پرتابگر الكترومغناطيسي از انرژي الكتريكي براي تحريك سامانه و اعمال نيروي الكترومغناطيسي به پرتابه استفاده مي كند. جهت شبيه سازي حركت اين نوع پرتابگرها نياز است تا معادلات ماكسول در ريل و آرميچر حل شوند. با توجه به شتاب بالا و سرعت كم آرميچر در شروع حركت، لازم است تا از يك شبكه غيريكنواخت در ابتداي ريل استفاده شود. تغييرات خواص فيزيكي ريل و آرميچر با دما لحاظ گرديده است. نتايج سرعت محاسبه شده در توافق خوبي با نتايج تجربي ارايه شده در مقالات مي باشد. كانتورهاي ميدان حكايت از آن دارد كه سهم بالايي از جريان از لبه داخلي ريل و آرميچر عبور مي كند. نتايج توزيع دما نشان مي دهد كه بيشترين حرارت در بال هاي آرميچر و لبه داخلي ريل توليد مي شود. اثر توزيع دما و نيروي مغناطيسي بر توزيع تنش حرارتي در ريل و آرميچر مورد بررسي قرار گرفت و نشان داده شد كه زمان وقوع بيشترين تنش حرارتي در ريل و آرميچر متفاوت است.

Electromagnetic launcher uses electrical energy to launch an armature. In order to simulate the movement of this type of launchers, it is necessary to solve the Maxwell equations in rails and armature. Due to the high acceleration and low speed of the armature at the start of the movement, it is necessary to apply the non-uniform meshes at the beginning of the rails. Changes in the physical properties of the rail and armature must be considered versus the temperature. The calculated results are in the agreement with the experimental velocity results reported in the previous study. The magnetic contours indicate that the high share of electrical current passes through the interior of the rails and the armature. The results of the temperature distribution show that the highest temperature is produced in the armature wings and the inner edge of the rails. The effect of temperature and magnetic force distribution on the thermal stress in rails and armature has been investigated and it has been shown that the moment of occurrence of the highest thermal stress in rails and armature is different.