optimisation Discret-évaluée de conception -- chauffage d'admission

Dans cet exemple, la conception optimale de forme d'un dispositif multiple d'inducteur de bobine utilise des variables continu-évaluées et discret-évaluées. Dans la conception idéale, les bobines d'inducteur sont configurées de telle manière que seulement la surface supérieure de l'objet atteigne une température uniforme de 1000 degrés de Celsius après 25 en second lieu, tout en mettant à jour le rendement du système au-dessus de 75% afin de réduire les conditions de puissance d'entrée. OptiNet est employé pour trouver cette conception idéale.

Des systèmes de la simulation de MagNet et de ThermNet sont employés pour résoudre pour le problème accouplé de zone d'électromagnétique-thermique. La simulation du procédé de chauffage d'admission exige une solution thermique transitoire de zone accouplée à plusieurs solutions équilibrées de champ électromagnétique.

Le dispositif

L'objet, montré du côté gauche, montre une symétrie cylindrique et est entouré par six bobines faites de fils de cuivre. Ici, les variables de conception sont le rayon intérieur de chaque bobine et ses positions axiales ; tellement douze variables définissent la forme de l'inducteur. Dans cet exemple, les valeurs des rayons de spire sont discrètes dans la variation, c.-à-d. seulement un ensemble discret de valeurs est faisable pour elles. En outre, des variables continu-évaluées de conception (notamment, la position axiale des spires) sont considérées en même temps. L'objet est fait d'acier non-ferromagnétique ; ses conductivités thermiques et électriques changent avec la température. À t=0, un mmf égal à 1.2 ka/à spire (à une fréquence f=10 kilohertz) est fourni à chaque bobine. L'objet permute la chaleur par rayonnement et la convection avec l'environnement externe qui est mis à jour à la température T0=25 °C.

Résultats

Simulation accouplée d'électromagnétique-thermique

Le problème électromagnétique peut être considéré comme équilibré parce que la constante de temps associée est négligeable en ce qui concerne la constante de temps thermique.

Le domaine thermique de problème est juste seul l'objet. La source de chaleur est les pertes dues aux courants de Foucault qui sont distribués dans tout l'objet. Les propriétés matérielles appropriées de l'objet sont la conductivité thermique et la capacité de chaleur thermique.

Le problème thermique est Transitoire et est résolu de t=0 à t=25 S. La solution de champ électromagnétique est exécutée une fois chaque fois à l'opération de la simulation transitoire thermique. L'élévation de la température est enregistrée à t=25 s, à un ensemble de points situés le long de la surface de l'objet.

Optimisation

Le but général est d'obtenir les SOLIDES TOTAUX = le 1000°C sur la surface de la section d'extrémité de l'objet, 25 s après l'application de la fourniture électrique à l'inducteur. La fonction objective f, être réduit au minimum, peut être moulée comme écart maximum des valeurs de la température aux points de np situés le long de la surface de l'objet des SOLIDES TOTAUX prescrits de la température

f (x) = maxk=1_{, np|Tk} (x) - ∈ Ω de TS| X
là où le x= (x1,…, xnv) est le vecteur des variables de conception de nanovolt, sujet aux limites appropriées définissant la région faisable Ω ; donc, un problème de l'optimisation minute-maximum doit être résolu à partir d'une première géométrie assurée par le créateur.