Electromagnetic processes in the pulsed inductors of electron accelerators
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Electromagnetic processes in the pulsed inductors of electron accelerators
Электромагнитные процессы в импульсных индукторах ускорителей электронов ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ПРОЦЕСИ В ІМПУЛЬСНИХ ІНДУКТОРАХ ПРИСКОРЮВАЧІВ ЕЛЕКТРОНІВ |
|
| Creator |
Чемерис, В. Т.; Національний авіаційний університет
Бородій, І. О.; Національний авіаційний університет |
|
| Subject |
—
anisotropy; electrical conductivity; electromagnetic wave; field diffusion; inductor; magnetic Reynolds’ number; mathematical simulation; multi-layer package; pulsed magnetic field; wave equation 621.374(045) — анизотропия; волновое уравнения; диффузия поля; электромагнитная волна; электропроводность; импульсное магнитное поле; индуктор; магнитное число Рейнольдса; математическое моделирование; многослойный пакет 621.374(045) — анізотропія; багатошаровий пакет; дифузія поля; електромагнітна хвиля; електропровідність; імпульсне магнітне поле; індуктор; магнітне число Рейнольдса; математичне моделювання; хвильове рівняння 621.374(045) |
|
| Description |
The process of magnetic field setting up at its excitation in the cross section of the closed laminated core of the pulsed inductor has been investigated by numerical methods. Analysis of the field expansion from the boundaries of cross section to its center was realized due to using of two-dimensional numerical model of the wave equation written in non-dimensional form with application of equivalent magnetic μ and dielectric ε parameters. Two situations had been taken into consideration: 1) the medium of laminated package has anisotropic ideal magneto-dielectric properties (no electrical conductivity); 2) the medium of package is isotropic, but has the losses of energy due to electrical conductivity of ferromagnetic layers. The ratio of the basic velocity (which defines via basic dimension of the package cross section and duration of the pulsed field) to the speed of electromagnetic wave propagation in this medium serves as characteristic parameter of similarity for the processes in models with different scale of time and/or dimensions. The magnetic Reynolds’ number must be used additionally as the measure of the field diffusion. The character of wave processes in the core has been studied and the conditions of their essential influence on the field distribution have been established. That is shown that main criterion for estimation of the core filling up by the magnetic flux (i.e. for estimation of package using effectiveness) is the correlation between the dimension of cross section and the path of the wave run during the pulse duration. The criterion for observation only diffusion picture of the field propagation at the magnetic Reynolds’ number is the ratio . Under conditions when the wave phenomena play relatively small role the speed of the field diffusion instead of the velocity of the wave propagation must be used at the estimation of the package cross section effective usage
Численными методами исследован процесс установления магнитного поля при его возбуждении в поперечном сечении замкнутого шихтованного сердечника импульсного индуктора. Анализ распространения поля от границ сечения к центральной зоне выполнен с помощью двухмерной конечно-элементной модели волнового уравнения, записанного в критериальной форме с использованием эквивалентных значений магнитной μ и диэлектрической ε проницаемости. Рассмотрены две ситуации: 1) среда шихтованного пакета представляет собой анизотропный идеальный магнитодиэлектрик (не имеет электро-проводности), характерным критерием подобия процессов в различных по временным и пространственным масштабам моделях служит отношение базовой скорости, определяемой базовым размером пакета и длительностью импульса поля, к скорости электромагнитных волн в данной среде; 2) среда пакета имеет изотропные электромагнитные параметры μ и ε, но имеет потери энергии на вихревые токи из-за наличия электропроводности в слоях ферромагнетика, дополнительно используется магнитное число Рейнольдса , которое является мерой проявления диффузии поля. Установлен характер волновых явлений и условия их существенного влияния на распределение поля. Показано, что основным критерием для оценки заполнения сердечника магнитным потоком, а именно, мерой эффективности использования сечения сердечника, является соотношение между поперечным размером сердечника и длиной пробега волны за время длительности импульса. Описан критерий перехода к чисто диффузионной картине распространения поля при магнитных числах Рейнольдса как отношение . Выполнена оценка эффективности использования поперечного сечения сердечника, когда роль волновых явлений относительно мала, с применением скорости диффузии поля вместо скорости распространения электромагнитных волн Числовими методами досліджено процес установлення магнітного поля в разі його збудження в перерізі замкненого шихтованого осердя імпульсного індуктора. Аналіз поширення поля від меж перерізу виконано за допомогою двовимірної скінченно-елементної моделі хвильового рівняння, записаного в критеріальній формі з використанням еквівалентних значень магнітної μ та діелектричної проникності ε. Розглянуто дві ситуації: 1) середовище шихтованого пакета є анізотропним ідеальним магнітодіелектриком, тобто не має електро-провідності; 2) середовище пакета має ізотропні електромагнітні параметри μ і ε, але має втрати енергії на вихрові струми через наявність електропровідності в шарах феромагнетика. Установлено характер хвильових явищ та умови їх істотного впливу на розподіл поля. Показано, що критерієм переходу до чисто дифузійної картини поширення поля за магнітних чисел Рейнольдса є відношення . Оцінено ефективність використання перерізу осердя за умов, коли роль хвильових явищ є відносно малою із застосуванням швидкості дифузії поля замість швидкості поширення електромагнітних хвиль |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2013-07-01
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
application/pdf |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/5426
|
|
| Source |
Proceedings of National Aviation University; Том 55, № 2 (2013); 97-104
Вестник Национального авиационного университета; Том 55, № 2 (2013); 97-104 Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 55, № 2 (2013); 97-104 |
|
| Language |
uk
|
|
| Rights |
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
|
|