Difference between revisions of "Feladat"
(→A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel) |
(→Szoftverek használatának bemutatása) |
||
| (7 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 2: | Line 2: | ||
|- | |- | ||
| colspan=2 align=center | | | colspan=2 align=center | | ||
| − | <font color='blue' size='+2'>Feladat # | + | <font color='blue' size='+2'>Feladat #1 - Elektrosztatika</font> |
{| align="left" | {| align="left" | ||
| __TOC__ | | __TOC__ | ||
| Line 23: | Line 23: | ||
=== A feladat megoldásához szükséges ismeretek === | === A feladat megoldásához szükséges ismeretek === | ||
* A végeselem-módszer lépései; | * A végeselem-módszer lépései; | ||
| − | * | + | * Az elektrosztatikus térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés és peremfeltétel megadásához); |
* A [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver alapszintű kezelése. | * A [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver alapszintű kezelése. | ||
| Line 61: | Line 61: | ||
== Feladat I. része == | == Feladat I. része == | ||
| − | ==== | + | ==== Kapacitás számítása végeselem-módszerrel ==== |
| − | + | A kapott sorszám alapján a feladat geometriájának méreteit a következő táblázatban találja: [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing '''Feladat #1 méretei''']. | |
| − | |||
| − | A kapott sorszám alapján a feladat geometriájának méreteit a következő táblázatban találja: [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing '''Feladat # | ||
| − | A feladat: meghatározni a | + | A feladat: meghatározni a vezető (ha több van tetszőlegesen választott vezetőre) esetében a kapacitást és a töltést.<br \> |
| + | A kapacitást az elektromos energia segítségével tudja meghatározni: | ||
| + | <math>C = \frac{2\cdot W_{\text{e}}}{U^{2}}</math>, | ||
| + | |||
| + | majd a töltést | ||
| + | |||
| + | <math>\rho = C\cdot U</math> | ||
| + | |||
| + | képlettel, ahol <math>U</math> a vezetők közötti potenciálkülönbség, <math>\rho</math> a töltés, <math>W_{\text{e}}</math> az elektromos energia. | ||
| + | |||
| + | ''A töltést mindig <math>1\,\text{V}</math> gerjesztésre határozza meg!'' | ||
| + | |||
'''Elvégzendő feladatok''' | '''Elvégzendő feladatok''' | ||
| − | * A megadott paraméterek alapján elkészíteni a | + | * A megadott paraméterek alapján elkészíteni a síkbeli (''planar'') feladat geometriáját a [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftverek valamelyikében; |
* Az anyagtulajdonságok, a gerjesztés és a peremfeltételek megadása; | * Az anyagtulajdonságok, a gerjesztés és a peremfeltételek megadása; | ||
* A FEM szimuláció futtatása; | * A FEM szimuláció futtatása; | ||
| − | * Az eredmények kiértékelése. | + | * Az eredmények kiértékelése, ha a <math>z-</math>irányú hossza a feladatnak minden esetben <math>1\,\text{m}</math>. |
A [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing táblázatban] található méretek jelentését az alábbi ábrák mutatják. A táblázatban a 2. oszlop jelöli a változat számát. | A [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing táblázatban] található méretek jelentését az alábbi ábrák mutatják. A táblázatban a 2. oszlop jelöli a változat számát. | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
{| width=80% | {| width=80% | ||
Latest revision as of 17:20, 11 September 2020
|
Feladat #1 - Elektrosztatika | ||
|
Oktató
|
További oktatók:
| |
A feladat célja
A hallgatók elsajátítsák az elektromágneses térszámítás alapjait, főbb lépéseit, valamint gyakorlatot szerezzen az eredmények kiértékelésében a FEMM vagy Agros2D szoftver segítségével. Ezen túl a nemzetközi elvárásoknak megfelelő Műszaki Jelentés (Technical Report) írásában is gyakorlatot szerezzen.
A feladat megoldásához szükséges ismeretek
- A végeselem-módszer lépései;
- Az elektrosztatikus térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés és peremfeltétel megadásához);
- A FEMM vagy Agros2D szoftver alapszintű kezelése.
A feladat
A feladat két részből áll, a szimulációból és az összefoglaló elkészítéséből.
| Leadási határidő: | 2020. október 02., 23:59 |
| Leadás formája: | A szimulációs fájlt (FEMM - *.fee; Agros2D - *.a2d) tömörítve (.zip formátumban). Az összefoglalót PDF formátumban. A színes ábrákat úgy kell elkészíteni, hogy fekete-fehérben kinyomtatva is világos legyen a tartalmuk az olvasó számára. |
| Benyújtás nyelve: | Magyar |
| Benyújtás helye: | A Moodle rendszerben kiírt feladatnál. |
| Késői benyújtás: | Minden megkezdett nap után 5% levonás az elért eredményből (azaz pl. 5 nap késés után 100%-os leadandóra már csak max. 100% - 5x5% = 75%-ot lehet szerezni). |
| Értékelés: | 0 – 50% - Elégtelen (1) |
| 51 – 60% - Elégséges (2) | |
| 61 – 70% - Közepes (3) | |
| 71 – 85% - Jó (4) | |
| 86 – 100% - Jeles (5) | |
| A formai követelmények tekintetében az alábbi linken elérhető útmutatót/sablont kell használni. | |
Feladat I. része
Kapacitás számítása végeselem-módszerrel
A kapott sorszám alapján a feladat geometriájának méreteit a következő táblázatban találja: Feladat #1 méretei.
A feladat: meghatározni a vezető (ha több van tetszőlegesen választott vezetőre) esetében a kapacitást és a töltést.
A kapacitást az elektromos energia segítségével tudja meghatározni:
[math]C = \frac{2\cdot W_{\text{e}}}{U^{2}}[/math],
majd a töltést
[math]\rho = C\cdot U[/math]
képlettel, ahol [math]U[/math] a vezetők közötti potenciálkülönbség, [math]\rho[/math] a töltés, [math]W_{\text{e}}[/math] az elektromos energia.
A töltést mindig [math]1\,\text{V}[/math] gerjesztésre határozza meg!
Elvégzendő feladatok
- A megadott paraméterek alapján elkészíteni a síkbeli (planar) feladat geometriáját a FEMM vagy Agros2D szoftverek valamelyikében;
- Az anyagtulajdonságok, a gerjesztés és a peremfeltételek megadása;
- A FEM szimuláció futtatása;
- Az eredmények kiértékelése, ha a [math]z-[/math]irányú hossza a feladatnak minden esetben [math]1\,\text{m}[/math].
A táblázatban található méretek jelentését az alábbi ábrák mutatják. A táblázatban a 2. oszlop jelöli a változat számát.
|
|
|
| Feladat #1 - 1. változat. | Feladat #1 - 2. változat. |
|
|
|
| Feladat #1 - 3. változat. | Feladat #1 - 4. változat. |
|
|
|
| Feladat #1 - 5. változat. | Feladat #1 - 6. változat. |
|
|
|
| Feladat #1 - 7. változat. | Feladat #1 - 8. változat. |
Szoftverek használatának bemutatása
Az 1. ábrán látható feladat megoldásán keresztül röviden bemutatom az előadáson és a önálló feladat során használandó szoftvereket. A feladathoz készült videók segítségével elsajátítható a feladat beállítása, a geometria rajzolása, az anyagtulajdonságok, a peremfeltételek és a gerjesztés megadása. Majd a megoldást követően a térváltozók megjelenítése és kapacitás valamint töltés meghatározása.
A mintdapéldához nincs a levegő berajzolva. Ennek méretei a videókban megtalálhatóak, de akár gyakorlásképpen ellenőrizhető, hogyan befolyásolja a kapacitás értékét (az eredményt) a lezárás mérete.
|
|
| Ábra 1. - A mintapélda és geometriai méretei. |
| Szoftver | Maxwell 2D | 2D Extractor | FEMM | Agros2D | Analitikus - 1[1] | Analitikus - 2[2] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ismeretlenek száma (DoF) | 64246 | 66268 | 124297 | 127727 | - | - |
| Végeselemek száma | 33983 | 34382 | 247260 | 28416 | - | - |
| Polinom fokszáma | Másodfokú | Másodfokú | Elsőfokú | Harmadfokú | - | - |
| Kapacitás [pF] | 96,729 | 96,763 | 97,136 | 96,74 | 127,9 | 93,040 |
Videók a szoftverek használatához
- FEMM
- Agros2D
- Ansys Maxwell 2D
- [Ansys 2D Extractor]
Feladat II. része
A műszaki jelentés elkészítése és leadása a Moodle rendszerben PDF formátumban.
A műszaki jelentés a következő linken elérhető: Műszaki jelentés.
