شبيه سازي سه بعدي حركت آرميچر در پرتاب كننده هاي الكترومغناطيسي ريلي به روش اجزاء محدود

در اكثر قريب به اتفاق تحقيقات پيشين انجام شده برروي پرتاب كننده هاي الكترومغناطيسي ريلي، يا مطالعه ي دو بعدي از طريق شبيه سازي به روش اجزاء محدود صورت گرفته است؛ و يا در صورت مطالعه ي سه بعدي، حركت آرميچر و پرتابه به طور همزمان در نظر گرفته نشده است. با توجه به اهميت موضوع و لزوم مطالعه دقيق رفتار اين نوع از پرتاب كننده هاي الكترومغناطيسي، در اين مقاله شبيه سازي ها و مطالعات به صورت كاملا سه بعدي و همراه با درنظرگيري حركت آرميچر انجام شده است. در اين مقاله، دو پرتابگر الكترومغناطيسي ريلي با آرميچر جامد، كه داراي هندسه و ابعاد مختلف مي باشند، به صورت كاملا سه بعدي و همراه با حركت آرميچر، شبيه سازي و تحليل شده و از منظر كميت هاي فيزيكي مختلف با يكديگر مقايسه مي گردند. كميت هاي اساسي در پرتابگرهاي الكترومغناطيسي ريلي شامل توزيع چگالي جريان الكتريكي، توزيع چگالي شار مغناطيسي، گراديان اندوكتانس، نيرو و فشار وارد بر آرميچر و ريل ها، سرعت دهانه و توزيع حرارت مي باشند كه با تغيير هندسه و ابعاد ريلگان اين كميت ها نيز دستخوش تغيير مي شوند. در شبيه سازي ها از نرم افزار قدرتمند COMSOL Multiphysics استفاده شده است كه داراي توانايي حل مسائل درگير با چند پديده فيزيكي مختلف، به روش تحليل اجزاي محدود (FEM) مي‌باشد. درنهايت، با توجه به نتايج حاصل از شبيه سازي ها، تحليل و مقايسه هاي لازم صورت گرفته و برتري نسبي هريك از ساختارهاي تحت مطالعه، از منظر كميت هاي ياد شده در بالا ارائه شده است.