Wyniki 1-10 spośród 18 dla zapytania: authorDesc:"Ivo DOLEŽEL"

Incompressible flow of electrically conductive medium in timevariable magnetic field solved in monolithic formulation

Czytaj za darmo! »

Incompressible flow of electrically conductive medium driven by time-variable magnetic field in an axisymmetric channel is modeled. Numerical solution of the model is carried out by a higher-order finite element method in the monolithic formulation by our own code Hermes. Streszczenie. W artykule modelowany jest nieściśliwy przepływ cieczy elektrycznie przewodzącej wywołany polem magnetycznym zmiennym w czasie. Rozwiązanie numeryczne wykorzystuje metodę elementów skończonych wyższych rzędów w sformułowaniu monolitycznym przy użyciu własnego kodu Hermes. (Nieściśliwy przepływ elektrycznie przewodzącego medium w czasowo-zmiennym polu magnetycznym rozwiązywany w sformułowaniu monolitycznym) Keywords: incompressible flow, higher-order finite element method, monolithic formulation Słowa kluczowe: przepływ nieściśliwy, metoda elementów skończonych wyższych rzędów, sformułowanie monolityczne Introduction The paper presents a novel adaptive higher-order finite element method (hp-FEM) that is used for modeling of an incompressible flow of electrically conductive liquid medium in an axisymmetric channel. The movement of the liquid is driven by external harmonic magnetic field generated by an inductor. The task is characterized by nonlinear and nonstationary interaction of electromagnetic field, temperature field, and field of flow, and represents a triply coupled problem. Computer modeling of such tasks is still a challenge. The flow itself can be accompanied by turbulences and local phenomena that are extremely difficult to map. Even when a considerable attention is paid to the topic (the books and papers in the domain abound, see, e.g., [1] and [2]), a lot of tasks were solved only partially or still remain unresolved. The solution in the monolithic formulation is carried out by our own SW Hermes [3]. Formulation of the problem Consider the arrangement depicted in Fig. 1. An electrically conductive liquid in a ceramic pipe flows from the[...]

Continual induction hardening of 3D steel bodies of specific geometries

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono symulację ciągłego hartowania indukcyjnego trójwymiarowych elementów stalowych, która wymaga rozwiązania skomplikowanego zagadnienia sprzężonego. Opisany jest podstawowy model matematyczny składający się z dwóch równań różniczkowych cząstkowych z czasowo zmiennymi warunkami brzegowymi opisującymi rozkład pola elektromagnetycznego i temperaturowego. Pola te są obliczone num[...]

Induction heating of nonmagnetic cylindrical billets by rotation in magnetic field produced by static permanent magnets

Czytaj za darmo! »

Induction heating of nonmagnetic cylindrical billets by rotation in magnetic field produced by static permanent magnets is modeled. Numerical analysis of the process is carried out in the hard-coupled formulation, using own code based on higher-order finite element method. The methodology is illustrated by a typical example and the most important results are validated by an experiment. Streszczenie. W artykule przedstawiono model grzania indukcyjnego wkładu cylindrycznego poprzez rotację w polu magnetycznym magnesu trwałego. Analiza numeryczna przeprowadzona jest dla sformułowania bazującego na silnym sprzężeniu przy użyciu własnego kodu wykorzystującego metodę elementów skończonych wyższych rzędów. Metodykę analizy zilustrowano typowym przykładem a najważniejsze wyniki są skonfrontowane z wynikami eksperymentu. (Grzanie indukcyjne niemagnetycznego wkładu cylindrycznego przez rotację w polu magnetycznym wzbudzanym przez statyczne magnesy trwałe). Keywords:, induction heating, electric field, temperature field, hard-coupled formulation, higher-order finite element method. Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, pole elektryczne, pole temperatury, sfomułowanie wykorzystujące twarde sprzężenie Introduction Induction heating of nonmagnetic (mostly aluminum) billets is a widely spread industrial technology used mainly for their softening before hot forming. The conventional process working with classical inductors exhibits electrical efficiency about 40-60%. This means that more than 40% of delivered power is transformed into heat loss in the inverters and inductors and the produced heat must be carried off by appropriate cooling media. An innovative technique was recently introduced consisting in rotation of such billets in a time invariable magnetic field. Such a field can be produced by a system of static DC currents-carrying coils [1], [2] or static permanent magnets. The paper is aimed at the numerical analysis of the latter case, the v[...]

T-potential based model of induction heating of thin conductive plates in hard-coupled formulation

Czytaj za darmo! »

Mathematical and computer models of induction heating of very thin plates are presented. The plate is supposed to be exposed by timevariable external magnetic field. Distribution of eddy currents and other quantities is modeled in terms of electric vector potential. The problem is solved in hard-coupled formulation and the methodology is illustrated by a typical example. Streszczenie. Zaprezentowano model matematyczny i model komputerowy dla problem grzania indukcyjnego bardzo cienkich płytek. Płytka wystawiona jest na działanie zmiennego pola magnetycznego. Rozkład gęstości prądów wirowych i inne wielkości zostały zamodelowane poprzez użycie elektrycznego potencjału wektorowego T. Problem został rozwiązany w warunkach silnego sprzężenia elektromagnetyczno-cieplnego a przedstawiona metodyka zilustrowana jest prostym przykładem. (Model grzania indukcyjnego cienkich płytek bazujący na potencjale T przy silnym sprzężeniu zjawisk) Keywords: induction heating, T-potential, hard-coupled formulation, numerical analysis. Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, potencjał T, silne sprzężenie, analiza numeryczna Introduction Nowadays, modeling of induction heating is usually performed numerically using the finite element method [1-3] and magnetic field in the system is described in terms of the magnetic vector potential A . This approach is also implemented into a number of professional codes such as OPERA [4], ANSYS [5] or FLUX [6]. From time to time, however, one must solve problems where this classical approach can fail. One class of such problems is characterized by geometrical incommensurability of some parts of the investigated system. This means that one dimension of such a part is much smaller than other dimensions, but yet, this dimension is important and its influence cannot be neglected. We can mention, for example, local induction heating of nonferromagnetic thin plates. One of the possible arrangements for realizing this technologic[...]

Magnetohydrodynamic pumps for molten salts in cooling loops of high-temperature nuclear reactors

Czytaj za darmo! »

Possibilities of using the magnetohydrodynamic (MHD) effect for pumping molten salts in cooling loops of high-temperature nuclear reactors are analyzed. Two basic ways of producing magnetic field in the pump (saddle coils and permanent magnets) are evaluated with respect to the total Lorentz force and resultant pumping head of the device. The corresponding mathematical models are solved numerically Streszczenie. W pracy przeanalizowano możliwość zastosowania efektu magnetohydrodynamicznego (MHD) do pompowania płynnych soli w obwodach chłodzących wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych. Zbadano dwa podstawowe sposoby wytwarzania pola elektromagnetycznego (cewki siodłowe i magnesy trwałe) pod kątem całkowitej siły Lorentza i wytwarzanego ciśnienia względnego. Do porównania wykorzystano numeryczny model efektu MHD. (Pompy magnetohydrodynamiczne do pompowania płynnych soli w obwodach chłodzących wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych) Keywords: magnetohydrodynamic pump, molten salt, electric field, magnetic field, temperature field, numerical analysis. Słowa kluczowe: pompa magnetohydrodynamiczna, pole magnetyczne, analiza numeryczna Introduction High-temperature nuclear reactors use for transfer of heat from the active zones either molten metals and their alloys (Na, Pb, Pb-Bi, etc.) or molten salts (such as fluoride salts). Pumping of these liquid media by classical mechanical radial or axial pumps is, however, rather difficult and the lifetime of such devices is relatively low. More prospective are, therefore, electromagnetic pumps without any movable parts. The simplest devices of this kind are magnetohydrodynamic (MHD) pumps with magnetic field generated either by a system of appropriately arranged saddle coils carrying direct current or by a system of permanent magnets. Such pumps (these times applied only for molten metals) were first mentioned in 1957-1959 in both Soviet Union and United States [1-3]. The authors present[...]

Electromagnetic-thermoelastic actuator for accurate wide-range setting of position

Czytaj za darmo! »

A novel actuator for accurate setting of position is presented, allowing a wide-range shift. While the rougher setting of position is realized electromagnetically, its fine tuning is performed on the principle of thermoelastic dilatation of the nonferromagnetic part of the plunger. The complete mathematical model of the problem (representing a triply coupled task) is solved numerically. The methodology is illustrated by an example whose results are discussed. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowy projekt aktuatora o szerokim zakresie przemieszczeń. Zgrubne pozycjonowanie jest realizowane za pomocą sterowania elektromagnetycznego, natomiast precyzyjne dostrojenie pozycji osiąga się przez termoelastyczną dylatację nieferromagnetycznego elementu trzpienia. Rozwiązano numerycznie kompletny matematyczny model urządzenia (uwzględniający sprzężenia pól). Zaprezentowana metody została zilustrowana przykładowymi obliczeniami, których wyniki zostały starannie przeanalizowane. (Siłownik termoelastyczny o szerokim zakresie przemieszczeń) Keywords: actuator, electromagnetic field, temperature field, field of thermoelastic displacements, setting of position, numerical analysis. Slowa kluczowe: siłownik, pole elektromagnetyczne, odkształcenie termoelastyczne. Introduction Setting of position in technical practice may be realized by a number of ways derived from numerous mechanical, hydraulic, pneumatic, electromagnetic and other principles. The main disadvantage of these systems consists in the presence of movable parts (screws, pistons, plungers, etc.) whose movement negatively affects the available accuracy of such devices. In their previous papers (see, for example [1], [2]) the authors proposed a purely thermoelastic actuator that worked sufficiently accurately without any movable parts, but only with extremely small shifts (10-5-10-3 m). Possibilities of applications of such actuators, therefore, suffered from rather high setting limita[...]

Monolithic Model of Induction Heating of Thin Conductive Plate with Respecting Thermoelasticity

Czytaj za darmo! »

A new approach to modeling of induction heating of thin plates is presented. The model of magnetic field is based on the electric vector potential T and the distribution of temperature is described by a modified equation including heat sources and sinks. The thermoelastic displacements are also respected. The methodology is illustrated by an example whose results are discussed. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowe podejście do modelowania grzania indukcyjnego w cienkiej płytce. Model pola magnetycznego wykorzystuje elektryczny potencjał wektorowy T a rozkład temperatury opisany jest zmodyfikowanym równaniem, zawierającym źródła ciepła i wydatki ciepła. Uwzględniono również przesunięcia termoelastyczne. Metodyka tego podejścia została zilustrowana przykładem obliczeniowym z dyskusją wyników. (Model monolityczny grzania indukcyjnego cienkiej płytki przewodzącej z uwzględnieniem przesunięcia termoelastycznego) Keywords: induction heating, thin plate, electric vector T-potential, thermoelastic displacements, numerical modeling. Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, cienka płytka, elektryczny potencjał wektorowy, przesunięcia termoelastyczne, modelowanie numeryczne Introduction Induction heating is a technological process that is employed in numerous industrial, transport, and other applications. Its goal is to prepare the heated metal element for its further heat treatment (for instance forming, hardening, hot pressing, melting, etc.). A typical heat treatment used in case of thin plates is their annealing performed after hot forming whose aim is to suppress internal mechanical strains and stresses. An example is depicted in Fig. 1 showing a set of plate springs made of phosphor bronze by a Swiss company Grewis [1]. Fig. 1. Thin plate springs manufactured by Swiss company Grewis Usually, such thin plates are heated only locally, at the places where the internal mechanical strains and stresses occur. The process itself is realized mo[...]

Hard-Coupled Model of Induction Heating of Cylindrical Nonmagnetic Billets Rotating in System of Permanent Magnets

Czytaj za darmo! »

A new technology of induction heating of nonmagnetic cylindrical billets by their rotation in static magnetic field produced by a system of permanent magnets is presented and modeled. Analyzed is effectiveness of the process (particularly the time necessary for reaching a prescribed average temperature) in the dependence of the arrangement of the permanent magnets. The methodology is illustrated by a typical example. Streszczenie. Zaprezentowano owa technologia grzania indukcyjnego sztabek cylindrycznych niemagnetycznych poprzez ich rotację t statycznym polu magnetycznym wytwarzanym przez system magnesów trwałych jest . Analizowana jest skuteczność systemu, ale też czas konieczny do osiągnięcia założonej średniej temperatury w zależności od ustawienia magnesów trwałych. Przedstawiona technologia została zilustrowana typowym przykładem. (Silnie sprzężony model grzania indukcyjnego cylindrycznych niemagnetycznych sztabek wirujących systemie magnesów trwałych) Keywords: induction heating, cylindrical billets, permanent magnets, hard-coupled formulation. Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, cylindryczna sztabka, magnesy trwałe, magnesy trwałe, sformułowanie silnie srzężone Introduction Induction heating of cylindrical billets of nonmagnetic metals (mostly aluminum) is a technological process used, for example, for their softening before hot forming [1-2]. The process of heating can be realized in several principal manners. The classical way consists in heating of unmoving billet inside a massive cylindrical harmonic current-carrying inductor. But the effectiveness of this way is rather low due to the Joule losses in the inverter and inductor (that must be transferred away by an appropriate cooling medium). The efficiency of the process does not exceed 50-60 %. Several years ago an alternative way of heating was suggested, based on rotation of the billet in static magnetic field generated by suitably arranged direct current-carrying indu[...]

Modeling of Induction Shrink Fit of Action Wheel in Gas Turbine

Czytaj za darmo! »

Induction shrink fit in a gas turbine is modeled. The fit is realized by pressing of a heated steel wheel carrying the blades on shaft and its purpose is to transfer a relatively high torque in specific operation conditions. The paper deals with the numerical solution of the process that represents a nonlinear and nonstationary coupled problem characterized by interaction of magnetic field, temperature field and field of thermoelastic displacements. The methodology is illustrated by a typical example whose results are discussed. Streszczenie. Zaproponowano modelowanie indukcyjnego dopasowania koła w turbinie gazowej. Dopasowanie to polega na naprężaniu rozgrzanego koła w celu ułatwienia transferu dużego momentu. Przedstawiono model numeryczny procesu uwzględniający pola magnetyczne i temperaturpowe oraz odkształcenie termoelastyczne. (Modelowanie indukcyjnego dopasowania wymiarów koła w turbinie gazowej) Keywords: induction shrink fit, coupled problem, numerical analysis, magnetic field, temperature field, thermoelastic displacements. Słowa kluczowe: dopasowanie indukcyjne, analiza numeryczna, zjawiska termoplastyczne. Introduction One of the most mechanically and thermally exposed parts of gas turbines are blade-carrying wheels rotating at high velocities in very hot environment. These wheels are fixed to a shaft by means of shrink fits. Every shrink fit has to transfer a relatively high torque, which is secured by an appropriate interference whose selection must also take into account the centrifugal force acting on the wheel and environmental temperature. The process of hot pressing leading to the shrink fit starts with induction heating of the wheel. This brings about an enlargement of the diameter of its internal hole, the wheel is put on the shaft and the whole system is cooled. The particular steps of the process are depicted in Fig. 1. Fig. 1. Particular steps of the process As the above process requires a lot of energy, its[...]

 Strona 1  Następna strona »