کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8154198 1524772 2018 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Topology optimization for design of segmented permanent magnet arrays with ferromagnetic materials
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی توپولوژیک برای طراحی آرایه های آهنربایی دائمی با مواد فرومغناطیسی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
این مقاله بهینه سازی توپولوژی چند مواد را برای همکاری طراحی بخش های آهنربا دائمی و مواد آهن ارائه می دهد. به طور خاص، یک روش همکاری طراحی برای پیدا کردن یک مرز مطلوب از بخش های مغناطیسی دائمی، یک الگوی جهت مغناطش و یک شکل آهن پیشنهاد شده است. یک طرح درون یابی مواد برای نمایندگی اموال مواد در میان هوا، آهنربا دائمی و مواد آهن پیشنهاد شده است. در این طرح، قدرت مغناطیسی دائمی و نفوذپذیری توسط متغیرهای طراحی چگالی کنترل می شود و جهت جابجایی مغناطیس دائمی با متغیرهای طراحی زا کنترل می شود. علاوه بر این، یک طرح برای جریمه جهت جهت گیری مغناطیسی متوسط ​​برای رسیدن به آرایه های آهنربای دائمی با جهت های گسسته گسسته پیشنهاد شده است. در این طرح، نیروی مغناطیسی دائمی بسته به جهت مغناطیسی کنترل می شود، و در نتیجه، طراحی نهایی دائمی آهنربا به بخش های مغناطیسی دائمی که دارای جهت های گسسته هدف هستند، همگرا می شود. برای اثبات اثربخشی رویکرد پیشنهادی، سه نمونه طراحی ارائه شده است. مثالها شامل طراحی یک سیلندر هابلا دوقطبی، سیستم مغناطیسی با حفره به صورت خودسرانه و یک مسئله چند هدفه شبیه یک دستگاه یخچال مغناطیسی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم فیزیک ماده چگال
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی توپولوژیک برای طراحی آرایه های آهنربایی دائمی با مواد فرومغناطیسی
چکیده انگلیسی
This paper presents multi-material topology optimization for the co-design of permanent magnet segments and iron material. Specifically, a co-design methodology is proposed to find an optimal border of permanent magnet segments, a pattern of magnetization directions, and an iron shape. A material interpolation scheme is proposed for material property representation among air, permanent magnet, and iron materials. In this scheme, the permanent magnet strength and permeability are controlled by density design variables, and permanent magnet magnetization directions are controlled by angle design variables. In addition, a scheme to penalize intermediate magnetization direction is proposed to achieve segmented permanent magnet arrays with discrete magnetization directions. In this scheme, permanent magnet strength is controlled depending on magnetization direction, and consequently the final permanent magnet design converges into permanent magnet segments having target discrete directions. To validate the effectiveness of the proposed approach, three design examples are provided. The examples include the design of a dipole Halbach cylinder, magnetic system with arbitrarily-shaped cavity, and multi-objective problem resembling a magnetic refrigeration device.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Magnetism and Magnetic Materials - Volume 449, 1 March 2018, Pages 571-581
نویسندگان
, , , ,