авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

«СЕВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИННОВАЦИИ: ЭКОНОМИКА, ...»

-- [ Страница 7 ] --

Случаи, когда производительность не повышается.

Компиляция не применима для ускорения m-кода7 тогда, – когда он перегружен векторными операциями, Программа на языке, встроенном в систему MATLAB.

Новые технологии – когда основное время работы алгоритма занимают встроенные в MATLAB индексирующие математические функции или функции графики.

Случаи, когда производительность повышается.

Компиляция применима для ускорения выполнения m-кода, когда в нем содержатся циклы.

Создание автономных приложений на C/C++ Компилятор MATLAB, вызываемый с макро-опцией "–m", переводит входные m-файлы в исходный код на Си, который может быть использован в любом из поддерживаемых исполняемых типов. Компилятор также порождает требуемый файл-упаковщик, который понадобится для создания автономного приложения. Затем ANSI C компилятор компилирует С-файлы исходного кода, и полученные в результате объектные файлы компонуются совместно с MATLAB C/C++ Math Library, наличие которой обязательно, если требуется создать исполняемый модуль.

Для преобразования m-файлов в исходный код на C++ нужно использовать макрос "– p".

Следует заметить, что если не установлена MATLAB C/C++ Graphics Library (libsgl), и приложение вызывает функции графики MATLAB, то их вызов приведет к ошибке времени исполнения.

MATLAB предоставляет две возможности размещения последовательности команд:

– m-файлы функционального типа, – m-файлы сценарного типа.

MATLAB Compiler не может компилировать m-файлы сценарного типа, так же как и m-файлы функционального типа, которые вызывают script.

Преобразование script в функцию осуществляется обычно довольно просто. Необходимо просто добавить ключевое слово function в верхней строке m-файла.

ЛИТЕРАТУРА 1. MATLAB Compiler User’s Guide. Fifth printing. Revised for Version 2.1 (Release 12) – 2000. – 264 с.

2. MATLAB C Math Library User’s Guide. Revised for Version 2 (Release 12) – 2000. – 332с.

Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРЯДНОГО КАНАЛА ПРИ ПРОБОЕ КОМБИНИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИКА Усманов Г.З.1, Кузнецова Н.С.2, Лопатин В.В.2, Носков М.Д.1, Чеглоков А.А. Северская государственная технологическая академия г.Северск Томской области, пр.Коммунистический, НИИ Высоких Напряжений ТПУ г. Томск, пр. Ленина 2А В статье представлена математическая модель роста разрядной структуры и работы генератора высоких напряжений основанная на стохастически-детерминистическом подходе. Приведены результаты компьютерного моделирования разряда в геометрии электродов острие плоскость, распространения упругих волн и образования трещин.

Введение Исследование электроимпульсного разрушения твердых диэлектриков представляет как теоретический, так и практически интерес благодаря интенсивному развитию электроразрядных технологий, например безопасного разрушения радиоактивных бетонных конструкций, подлежащих утилизации или сооружения подземных выработок под атомные энергетические установки [1,2].

Среди преимуществ электроимпульсного разрушения по сравнению с механическим можно выделить следующие:

отсутствие ограничений на прочность разрушающего инструмента и отсутствие потерь энергии связанных с трением;

импульсное нагружение диэлектрического материала, обеспечивающее менее энергоемкое хрупкое разрушение;

нагружение материала с преобладанием напряжений растяжения и сдвига, а не сжатия, так как прочность на разрыв и сдвиг существенно ниже, чем на сжатие;

более высокая управляемость характером и направленностью нагружения.

Для количественного описания разрушения диэлектрика импульсным электрическим разрядом необходимо создание физико-математической модели описывающей работу источника импульсов высокого напряжения, закономерности развития разряда в диэлектрике и разрушение диэлектрика под действием ударных волн, как взаимосогласованные процессы.

Вследствие сложности и нелинейности данных процессов их аналитическое описание представляет значительные трудности и поэтому целесообразно использовать методы математического моделирования.

Новые технологии Модель Для совместного рассмотрения работы генератора и развития разряда использовалась эквивалентная схема генератора импульсных напряжений подсоединенного к нагрузке (Рис.1). Эквивалентная схема генератора состоит из колебательного контура, содержащего емкость C, сопротивление R и индуктивность L.

Нагрузка состоит из разрядного L R промежутка соединенного параллельно с Разрядный Cs C промежуток паразитной емкостью Cs. В данной схеме, предварительно заряженная емкость C Рис.1 Схема замещения генератора является накопителем энергии, которая импульсных напряжений и нагрузки, расходуется при разряде. Индуктивность цепи L учитывает индуктивность проводов и конденсаторов генератора, а также индуктивность внешнего контура подсоединения генератора к разрядному промежутку. Переменное сопротивление цепи R учитывает сопротивление проводов и искровых разрядников генератора. В настоящей модели полагается, что сопротивление R меняется по закону:

R = R1 + ( R0 R1 )e t / R, (1) где R0 – начальное сопротивление в момент времени t = 0, R1 – предельное минимальное значение сопротивления, R – характерное время уменьшения сопротивления. Эта зависимость учитывает неидеальность ключа К, т.е. коммутационную характеристику газовых разрядников генератора. Паразитная емкость цепи Cs представляет собой сумму паразитных емкостей соединительных проводов и камеры с разрядным промежутком.

Динамика тока и падениий напряжений на элементах цепи генератора рассчитывается с помощью правил Кирхгофа и закона Ома взаимосогласовано с моделью развития разряда, представленной в [3].

Модель разряда описывает рост разрядных каналов в межэлектродном промежутке, движение зарядов по каналам, динамику потенциала электрического поля и изменение проводимости каналов согласно модифицированному уравнению Ромпе-Вайцеля.

Для взаимосогласованного описания развития разрядной структуры и работы генератора значения прикладываемого напряжения U D и тока через разрядный промежуток I D используются в качестве граничных условий для расчета потенциала в объеме диэлектрика. Изменения электрического потенциала на положительном электроде и на заземленном электроде, определяются уравнением:

d  ·  () § 0 ds ¦ = I m, (2) dt Sm © Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

S = 0, S = U D, I 0 = I D, I1 = I D, m = 0, 0 где S m – поверхность m -го электрода, I m – ток через m -й электрод.

Слагаемые под интегралом в выражения (2) соответствуют токам смещения и объемным токам проводимости через поверхность m -го электрода. Сумма в выражении (2) соответствует суммарному току проводимости по разрядным каналам, соприкасающимся с m -ым электродом.

Распространение упругих волн в диэлектрическом материале рассматривалось в двумерной плоскость перпендикулярной разрядному каналу. Упругая среда представлялась в виде набора элементов, взаимодействие между которыми определялось законом Гука. Смещения элементов среды соприкасающихся с каналом рассчитывалось согласованно с давлением в канале и изменением его радиуса. Давление в канале определялось из уравнения энергобаланса:

dW dA (3) + = NJ dt dt где dW – внутренняя энергия канала, dA - работа расширения канала, NJ – мощность джоулева энерговыделения. Распространяющиеся в материале упругие волны, создают области сжатия и растяжения. В настоящей модели предполагается, что если сила между элементами среды станет больше критической Fc, то вероятность разрыва связи между ними определяется следующим соотношением:

= 1 e ( F F ) F (4) c где (x) – ступенчатая функция, – параметр вероятности образования трещины.

Уравнения модели решаются на основе конечно-разностной аппроксимации по явно-неявной схеме с помощью метода разделения по физическим процессам. На основе модели был создан трехмерный численный алгоритм и проблемно-ориентированное программное обеспечение, позволяющее проводить компьютерное моделирование развития разряда в диэлектрике.

Результаты моделирования Моделирование развития разряда проводилось в геометрии электродов острие-плоскость. По мере увеличения прикладываемого напряжения в межэлектродном промежутке острие-плоскость начинается рост разрядных каналов в результате фазового перехода диэлектрик плазма в локальных областях под действием сильного электрического поля. После перемыкания межэлектродного промежутка разрядным каналом происходит резкое увеличение его проводимости, приводящее к увеличению тока и уменьшению напряжения, приложенного к промежутку.

Новые технологии 75 10 4, а) б) 8 3, 3,0 мощность, 10 Вт напряжение, кВ 2, энергия, Дж ток, кА 2, 0 1, -2 - -4 1, -6 0, - - 0,0 -75 - -0, 0 2000 4000 6000 8000 0 2000 4000 6000 8000 время, нс время, нс Рис. 2 Временные зависимости токовых и полевых характеристик разрядной структуры После этого в цепи генератора происходят затухающие колебания тока и напряжения (Рис. 2а), приводящие к периодическим изменениям проводимости разрядной структуры, и мощности энерговыделения в канале пробоя (Рис. 2б). Увеличение энергии вводимой в разрядный канал приводит к увеличению давления и расширению канала. Смещение стенок канала приводит к генерации волн сжатия-растяжения, создающих напряжения в материале приводящих к образованию трещин (Рис. 3).

а) б) в) г) Рис. 3 Распространение упругих волн и образование трещин а) t = 0,9 µs, б) t = 4,2 µs, в) t = 6,4 µs, г) t = 8,8µs.

Заключение Представлена математическая модель, взаимосогласовано описывающая работу источника импульсных напряжений, развитие разрядных каналов при импульсном пробое диэлектрика, распространение упругих волн и образование трещин в диэлектрическом материале.

ЛИТЕРАТУРА 1. Б.В. Семкин, А.Ф. Усов, В.И. Курец, Основы электроимпульсного разрушения материалов, РАН, Кольский научный центр, 2. А.А. Воробьев, Г.А. Воробьев, Электрический разряд и разрушение твердых диэлектриков, Москва, Высшая школа, 3. Усманов Г.З., Кузнецова Н.С., Лопатин В.В., Носков М.Д., Чеглоков А.А.

Моделирование электрического разряда в диэлектрике // Сб. докладов отраслевой научно-технической конференции «ТААЭ-2004» - Северск, 2004. – С. Сборник докладов «Технология и автоматизация атомной энергетики»

ПРИМЕНЕНИЕ CAD/CAM/CAE ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ГЕРМЕТИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ Федянин А.Л.1, Мельничук О.В.2, ЛеоновС.В. ГОУ ВПО «Томский политехнический университет»

ФГОУ ВПО «Северская государственная технологическая академия»

siberia99@mail.ru В статье рассмотрено совместное применение системы автоматического проектирования AutoCad и языка программирования Delphi для разработки герметичного двигателя.

На сегодняшний день информационные технологии успешно развиваются в различных сферах деятельности человека в частности автоматизации производства, медицины, бизнеса, экономики, поскольку они позволяют создавать эффективные информационные инфраструктуры направленные на выполнение поставленных задач.

Информационные технологии - это принципиально новые, автоматизированные способы обработки информации, для реализации которых используется современная вычислительная техника. Пока что они встречаются в основном там, где обработка информации является рутинной, связанной с большим объемом достаточно простых и четко определенных операций. Но постепенно автоматизация все больше проникает в узконаправленные сферы деятельности на пример таких как проектирование электрических машин, используя при этом технологии CAD/CAM/CAE Применение этих технологий в данной сфере деятельности позволяет осуществлять не только объемное проектирования магнитной системы электрической машины, но и делать анализ результатов полученных при математическом моделировании, что существенно повышает качество проектируемой системы в целом.

Примером всему этому может служить совместное использование языка программирования Delphi и системы автоматического проектирования AutoCad при разработке магнитной системы для герметичного электродвигателя. На первоначальном этапе магнитная система проектируется в системе AutoCad, что позволяет визуально оценить ее геометрические характеристики и подготовить исходные данные. Второй этап разработки заключается в перемещении, исходных данных магнитной системы, в расчетные модули программы, разработанные на языке программирования Delphi, где на основание метода пространственных интегральных уравнений, проводится численный расчет трехмерного магнитного поля.

Метод заключается в использовании интегро-дифференциального уравнения, выражающего напряженность поля в точке наблюдения через Новые технологии характеристики источников поля (плотность тока и намагниченность вещества).

[ ] J c dl, r nq 1 M p r pq Hq = r 3 dSn 4 grad q r3 dVp 4 Vo nq Vs pq где H q - вектор напряженности магнитного поля в точке наблюдения q;

J c – плотность тока в обмотке;

dl – элемент длины проводника, совпадающий по направлению с вектором плотности тока;

dS n – элемент сечения проводника;

Vo, Vs – объемы обмотки с током и намагниченного вещества;

M p – намагниченность объема dV p ;

r pq – радиус-вектор, проведенный из элемента объема dV p в точку наблюдения q;

r nq – радиус-вектор, проведенный от элемента проводника с током до точки наблюдения;

r pq, rnq – модули соответствующих радиус-векторов.

По данному методу напряженность магнитного поля можно определить в любой точке расчетной области при известном распределении плотности токов и намагниченности вещества.

Метод пространственных интегральных уравнений реализован на общей концепции метода вторичных источников, в котором пассивные элементы магнитной системы учитываются введением так называемых “фиктивных” источников.

На заключительном этапе, после определения векторов намагниченности производится вывод основных результатов и интегрирование распределенных параметров магнитного поля в исследуемой области пространства с целью определения: магнитного потока, ЭДС, потокосцепления обмотки и электромагнитных сил.

Работа выполняется при поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации (грант № МК-1128.2004.8).

СЕВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИННОВАЦИИ: ЭКОНОМИКА, ОБРАЗОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИИ Сборник статей, составленный по избранным докладам Северского инновационного форума Научный редактор: профессор, доктор физико-математических наук М.Д. Носков Технический редактор:

С.Н. Носкова Компьютерное макетирование:

М.С. Зайцева Подписано к печати 12.12.2005.

Формат 60x84/16. Бумага ксероксная.

Печать RISO. Усл. печ. л. 12,3. Уч.- изд. л. 10,15.

Тираж 156 экз. Заказ № 1157 Цена свободная.

Изд. СГТА. Лицензия ИД № 00407 от 02.11.99.

636070, Северск, пр. Коммунистический, 65.

Отпечатано в СГТА.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.