Mise en route de lévitation magnétique

Le concept fondamental du train ou de la « lévitation magnétique » par magnétisme fait de la lévitation remonte à beaucoup de décennies. Il y a deux types fondamentaux de systèmes de suspension de lévitation magnétique : on a basé sur les forces statiques de l'attraction, l'autre basée sur des forces de répulsion des courants de Foucault dynamiquement induits. Cette page de rampe démontre une variation de ce deuxième type, qui met en application le concept « de fleuve magnétique ». L'idée est d'utiliser le même ensemble de bobines pour la lévitation et la propulsion. Dans le moteur montré ici, la structure de bobine est dans une configuration transversale de flux semblable à cela utilisée dans la lévitation magnétique de la NASA de prototype pour un système de lancement de navette. Cependant, au lieu d'une source monophasée, les bobines dans ce moteur sont connectées à un approvisionnement triphasé dans l'ordre pour produire une onde magnétique de déplacement le long de la piste. C'est un modèle d'échelle dans lequel le véhicule est de seulement 36 centimètres de long (environ 1 pied).

La performance de cette machine est simulée en utilisant à trois dimensions Transitoire d'Infolytica avec le solutionneur de mouvement. Le véhicule, comprenant le tunnel en aluminium avec la charge utile, est donné six degrés de liberté de sorte qu'il soit libre de tourner autour des haches de roulement, de lancement et de lacet et de sorte qu'il soit également libre de déménager chacune des trois dimensions (bidirectionnel, de gauche à droite, avant-vers l'arrière). Le véhicule repose au commencement sur des supports 1 centimètre au-dessus de la piste, qui est de 0.5 centimètre ci-dessous sa position d'équilibre quand la piste active.

Résultats

Cette vidéo clip montre le lancement de véhicule d'un point de vue différent. La simulation couvre les tenths premiers d'une seconde après que le courant soit rétabli. Le comportement de oscillation est typique de ce type de lévitation magnétique, et est l'une des raisons pour lesquelles ce type n'a pas vu l'utilisation répandue. En fait, le véhicule dans cet exemple est trop court pour être très stable autour de l'axe de lancement et il peut voir que l'arête arrière inférieure heurte la piste à la fin de la simulation.

La densité de courant est montrée dans cette vidéo clip, et il y a plusieurs caractéristiques intéressantes à noter. Tout d'abord, il peut voir qu'il y a une grande couplage induite dedans font un pas la première fois, en raison de la mise en fonction soudaine de la forme d'onde actuelle triphasée. Cette couplage s'éteint rapidement mais elle transmet une accélération ascendante intense au véhicule. Ensuite, il peut voir que pendant que le véhicule se lève vers le haut et la séparation de la piste augmente, l'importance des courants induits diminue. Ceci affecte également la butée le long de la piste, qui est la plus haute quand la séparation de véhicule-piste est petite.

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Ce graphique montre la position du véhicule dans chacun des six degrés de liberté en fonction du temps. Le véhicule subit une accélération régulière le long de la piste, et il peut également voir que le lancement et le mouvement de bidirectionnel du véhicule sont significatifs. C'est dû en partie de la couplage d'ouverture initiale mais également en raison de l'des phénomènes connus avec des systèmes de lévitation magnétique de lévitation, généralement désignés sous le nom du « effet de dauphin ». En fait, même après que les oscillations s'éteignent, le véhicule ne volera pas toujours de niveau le long de la piste ; il peut être lancé vers le haut ou vers le bas dépendant de la vitesse.

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C'est le même graphique qu'au-dessus de, sur une échelle magnifiée, ce qui permet les cinq aux autres degrés de liberté d'être vus plus clair. Il est intéressant de noter que les mouvements de gauche à droite et de roulement, bien que petits, ne sont pas zéro comme serait prévu par symétrie. Ceci est provoqué par les petites asymétries dans l'élément fini maillent qui sont magnifiées par des instabilités dans la lévitation magnétique.

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Ce graphique montre l'accélération du véhicule au-dessus du cours de la simulation. La trace rouge est l'accélération instantanée, tandis que la trace bleue est une moyenne mobile plus d'une période. Les variations sont provoquées par plusieurs facteurs : la taille au-dessus de la piste, la position du véhicule relativement aux pôles, et la phase de l'excitation. À la fin de la simulation, la lévitation magnétique a réalisé une vitesse de 1.34 m/s qui est 5% de la vitesse synchrone de 27 m/S.

Temps de simulation : 0 à 657 ms. (788 opérations de temps).
Unité centrale de traitement : AMD Athlon© 2800+.
MÉMOIRE VIVE maximale utilisée : Mb 514.
Numéro moyen des inconnus : 245.000.
Numéro moyen de tetrahedra : 1.000.000.
Le numéro moyen du tetrahedra remaillent dedans la région : 100.000.
Résoudre le temps : 137 heures 48 minutes.
Résoudre le temps selon l'opération de temps : 10 minutes 57 secondes.
L'heure de produire de l'initiale maillent : 5 minutes 13 secondes.
Heure moyenne de remailler selon l'opération de temps : 1 minute 8 secondes.