Difference between revisions of "Feladat 2"
| Line 19: | Line 19: | ||
=== A feladat célja === | === A feladat célja === | ||
| − | A hallgatók elsajátítsák az elektromágneses térszámítás alapjait, főbb lépéseit, valamint gyakorlatot szerezzen az eredmények kiértékelésében | + | A hallgatók elsajátítsák az elektromágneses térszámítás alapjait, főbb lépéseit, valamint gyakorlatot szerezzen az eredmények kiértékelésében a [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver segítségével. Ezen túl a nemzetközi elvárásoknak megfelelő Műszaki Jelentés (Technical Report) írásában is gyakorlatot szerezzen. |
=== A feladat megoldásához szükséges ismeretek === | === A feladat megoldásához szükséges ismeretek === | ||
* A végeselem-módszer lépései; | * A végeselem-módszer lépései; | ||
| − | * A sztatikus mágneses térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés megadásához); | + | * A sztatikus mágneses térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés és peremfeltétel megadásához); |
| − | * A | + | * A [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver alapszintű kezelése. |
| − | + | ||
| − | + | === A feladat === | |
| − | < | + | |
| − | + | A feladat két részből áll, a szimulációból és az összefoglaló elkészítéséből. | |
| − | + | ||
| − | + | {| class="wikitable" | |
| − | + | | '''Leadási határidő:''' | |
| − | + | | 2020. október 16., 23:59 | |
| − | + | |- | |
| − | + | | '''Leadás formája:''' | |
| − | + | | A szimulációs fájlt (FEMM - *.fem; Agros2D - *.a2d) tömörítve (.zip formátumban).<br />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:''' | ||
| + | | <span style="color:red">A [https://szelearning.sze.hu/sze-login/index.html '''Moodle rendszerben'''] kiírt feladatnál.</span> | ||
| + | |- | ||
| + | | '''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). | ||
| + | |- | ||
| + | | rowspan="5" | '''Értékelés:''' | ||
| + | | 0 – 50% - Elégtelen (1) | ||
| + | |- | ||
| + | | 51 – 60% - Elégséges (2) | ||
| + | |- | ||
| + | | 61 – 70% - Közepes (3) | ||
| + | |- | ||
| + | | 71 – 85% - Jó (4) | ||
| + | |- | ||
| + | | 86 – 100% - Jeles (5) | ||
| + | |- style = "color:red" | ||
| + | | colspan="2" | A formai követelmények tekintetében az alábbi linken elérhető útmutatót/sablont kell használni. | ||
| + | |} | ||
=== A féléves feladat === | === A féléves feladat === | ||
Revision as of 19:51, 11 September 2020
|
Feladat #2 - Sztatikus mágneses | ||
|
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;
- A sztatikus mágneses 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 16., 23:59 |
| Leadás formája: | A szimulációs fájlt (FEMM - *.fem; 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. | |
A féléves feladat
A feladat két részből áll, egy alapfeladatból, amely hibátlan megoldásával maximum 70%, és egy plusz feladatból, amivel további maximum 30% érető el.
| Leadási határidő: | 2020. május 11., 23:59 |
| Leadás formája: | 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 itt is az áramlástan és a mechanika résznél megismert elvárások érvényesek. | |
Feladat I. része
A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel
A feladat hengerszimmetrikus a függőleges ([math]z[/math]) tengelyre, így ennek megfelelően kell elkészíteni a háromdimenziós geometriát a megadott méretek szerint (lásd az ábrán).
Elvégzendő feladatok
- A megadott paraméterek alapján meghatározni a feladat típusát;
- A feladat geometriájának elkészítése és specifikálása az ANSYS Discovery AIM(3D) vagy FEMM(2D) programban;
- A FEM szimuláció futtatása;
- Az eredmények validálása 2mm-es légrés esetében.
| Szoftver | Discovery AIM | Maxwell 3D | FEMM | Maxwell 2D |
|---|---|---|---|---|
| Erő [N] | 3,586 | 3,582 | 3,542 | 3,587 |
| Induktivitás [mH] | 39,88 | 39,84 | 39,71 | 39,84 |
- A megoldó beállításainak vizsgálata (Solution performance tuning, Curved surface meshing) az erő függvényében (AIM); A lezárás méretének és a háló sűrűségének (csomópontok [Nodes] vagy háromszögek [Elements] száma) vizsgálata az erő függvényében (FEMM);
- A végeselemek száma (Tetrahedra; Elements), az energia (Total Energy), az energiahiba (Energy Error - AIM) és az energiahiba megváltozása (Delta Energy - AIM) az adaptív lépések függvényében a két szélső esetben;
- az eredmények feldolgozása (post-processing) [lentiek közül legalább kettő legyen a jelentésben]:
- 1) az erő és induktivitás meghatározása;
- 2) az ekvipotenciális vonalak megjelenítése;
- 3) a mágneses fluxussűrűség maximumának és minimumának megjelenítése;
- 4) a mágneses térerősség értékének megjelenítése;
- 5) a mágneses fluxussűrűség vektorok megjelenítése.
- Egy Műszaki Jelentés (Technical Report) elkészítése a megadott instrukciók alapján, a fenti eredmények felhasználásával.
Megj.: A “Feladat I. részének” elemei a gyakorlat során részletesen áttekintésre kerülnek, hogyan kell egy elektromágneses feladat szimulációs modelljét elkészíteni és lefuttatni. Ez alapján a hallgatók könnyedén tudják a “Feladat I. részét” teljesíteni, ha látogatják a gyakorlatokat.
Megj.: A feladatban a vasmag (Core) és a tekercs (Coil) érintkezik. Ez kétdimenziós (hengerszimmetrikus) feladatnál nem okoz problémát, de a háromdimenziós példánál emiatt az áram nem csak a tekercsben hanem a vasmagban is folyik. Ennek kiküszöbölésére az ANSYS Discovery AIM szoftverben a Physics Definition - Electromagnetic Conditions - Insulating peremfeltételt kell alkalmazni a tekercsre (célszerű a tekercs térfogatára alkalmazni).
A valóságban is szigetelő veszi körül a tekercset, amit jellemzően nem modellezünk a feladatban, helyette peremfeltételt alkalmazunk.
- A feladathoz tartozó paraméterek:
- Levegő és tekercs relatív permeabilitása [math]\mu_r = 1[/math];
- A tekercs gerjesztése (Az eredmények validálásához)): [math]I = 0.76~\text{A}[/math], [math]N = 789~\text{menet}[/math] (egyenfeszültség);
- A vasmag és a szelep mágnesezési görbéje:
Ábra 1. - Steel 1008 acél mágnesezési görbéje. Feladat II. része
A szelep mozgó részére ható erő és a tekercs induktivitásának meghatározása az elmozdulás függvényében.
Megjegyzés: Ez a feladat a belsőégésű motorokban található mágnesszelepnek felel meg, ami a befecskendezést vezérli.
- Konkrét feladatok
- A dugattyú mozgásának figyelembevétele a kezdeti állapothoz (2 mm-es légrés) képest [math]-1,8\text{mm-től}\, 10\text{mm-ig}[/math] (legalább 7 pozícióban). Részletes instrukciók a megoldással kapcsolatban nem lesznek.
- Ez a részfeladat azt szándékozik lemérni, hogy mennyire önálló, kezdeményező és szorgalmas a hallgató, azaz:
- képes-e a hallgató önálló munka elvégzésére;
- a szimulációt egyedül megtervezni, összeállítani és lefuttatni.
