www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
 Помощь      Поиск      Пользователи


 Страниц (9): [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 » 

> Без описания
Evgeny Администратор
Отправлено: 30 Ноября, 2005 - 08:00:18
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




"Теория без практики мертва и бесплодна.
Практика без теории вредна и пагубна."
(c)К.Ф.Гаусс.



Здесь обсуждаются способы моделирования электромагнитного ускорителя масс на компьютере и программы для такого моделирования.

Последние версии скриптов в конце темы.

Программа для моделирования (FEMM), документация на русском и на языке некоторые скрипты для моделирования ускорителей, собраны Петровичем по ссылке:
http://gaussguns.narod.ru/

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 04 Декабря, 2005 - 01:41:06
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




olegs пишет:
Evgeny, Вы обсчитывали магнитное поле / конфигурацию катушки? Если да, то что можете порекомендовать? Есть какая-нибудь альтернатива femm?


Довольно серьёзно этой проблемой занимается Bill Slade. На его сайте есть описание математической модели и исходные тексты программы, реализующей эту модель. Но его работа ещё не закончена.



-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 04 Января, 2006 - 15:31:25
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Петрович пишет:
А если сравнивать с моим койлганом, то наоборот занижает.
..
Какие еще нужно внести изменения что бы приблизить к реальным данным?

Для уверенных выводов требуется высокая точность всех измерений, что достаточно трудно обеспечить. Например реальное значение исходного напряжения 800 В на конденсаторе, измеренное вольтметром с точностью +-5% может быть и 760 вольт и 840 вольт. Энергия во втором случае будет выше на 20%. Конечно 5% для измерения напряжения это довольно грубо, но суммарные погрешности всех измерений вполне могут превышать эти 5 процентов. Например какая ёмкость у конденсатора? Как Вы её узнали? Маркировка например 500мкФ +50% -30%, то есть реально надо измерять. А измеритель ёмкости с точностью 5% - это уже совершенно нормально (в отличии от напряжения).

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 19 Января, 2006 - 23:45:21
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Результаты моделирования (версия 2.4.dFi)

На графике показаны три зависимости тока от времени.
Красным – выстрел без пули, данные измерения
Зелёным – выстрел пулей, данные измерения
Голубым – выстрел пулей, данные из скрипта модели Версия 2.4.dFi

Измеренная скорость пули составила 14.60 м/с.
Расчетная по этому скрипту 24.21 м/с
Естественно, поскольку пуля в скрипте втягивается быстрее, чем в реале,
то хвост тока появляется раньше, что видно на графике.
А вцелом получилось очень похоже, но реально на пулю действует более низкая сила втягивания, чем в скрипте.

2Петрович: спасибо за проделанную работу по переносу справочника материалов.

2All: Мы на верном пути, но какие будут идеи по дальнейшему усовершенствованию модели?

Прикреплено изображение
att-43cffa61c8e50sult.gif



-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 19 Января, 2006 - 23:52:05
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Исходные данные по этому примеру (Для скрипта версии 2.4.dFi) и Excel файл со значениями измеренных данных и результатов скрипта, в архивчике.

Добавление от 20.01.06:

Так как в этом примере рассматривается совсем слабенький койлган с исходной энергией в конденсаторе менее 12 Джоулей, я попробую найти свои старые данные измерений по "Пскову 1100" (где-то они у меня есть) и смоделировать его аналогично, чтобы посмотреть, как будет меняться ситуация с увеличением "масштаба" ЭМУ.
Скачать файл: Data2_4_fDi.zip
Скачан раз: 989


-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 21 Января, 2006 - 09:48:38
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




В скрипте, в месте, где задаётся тестовый ток 100А нужно исправить ошибочную строку
mi_selectlabel((Dkat/2-Dstvola/2)*1000,0)
на правильную
mi_selectlabel(Dstvola*1000/2+(Dkat/2-Dstvola/2)*1000/2,0)
Иначе при тонком магнитопроводе у него не задаются свойства.

Основные ошибки из-за свойств материалов. Для расчётов с железной пулей и железным магнитопроводом нужно использовать материал N154 изменив его данные на следующие:

if nomer_materiala== 154 then
mi_addmaterial(Name_mat,"","","","","",0)
mi_addbhpoint(Name_mat,0,0)
mi_addbhpoint(Name_mat,0.0253,200)
mi_addbhpoint(Name_mat,0.5031,400)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.0059,500)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.3706,700)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.4588,900)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.51,1200)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.55,1600)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.58,2000)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.62,2700)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.77,10000)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.84,20000)
mi_addbhpoint(Name_mat,1.93,42000)
mi_addbhpoint(Name_mat,2.01,75000)
mi_addbhpoint(Name_mat,2.10,123300)
mi_addbhpoint(Name_mat,2.25,207000)
mi_addbhpoint(Name_mat,2.35,350000)
mi_addbhpoint(Name_mat,2.9,1000000)
mi_addbhpoint(Name_mat,6.7,5000000)
mi_addbhpoint(Name_mat,11.2,10000000)
return
end

В этом случае расчёты и практика почти совпадают
Верификация произведена по двум моделям разной мощности.

1. Тестовая модель 12 Джоулей.
Расчётная скорость 15.9 м/с, измеренная скорость 14.6 м/с.

2. Модель Пскова-1100
Расчётная скорость 32.5 м/с, измеренная скорость 33 м/с.

Как видим в этих случаях достигнуто хорошее соответствие.

Исходные данные первой модели
150 микроФарад, ёмкость конденсатора
392 вольт, напряжение на конденсаторе
0.4 мм, Диаметр обмоточного провода катушки
0.05 мм, удвоенная толщина изоляции провода
15 мм, длина катушки
21.2 мм, внешний диаметр катушки (не задавать меньше диаметра ствола)
0 мм, толщина внешнего магнитопровода, по форме повторяет катушку
0 материал из которого сделан магнитопровод катушки см. таблицу
154 материал из которого сделана пуля см. таблицу
14.9 мм, длина пули
5.95 мм, диаметр пули
1 мм, расстояние, на которое в начальный момент вдвинута пуля в
7 мм, внешний диаметр ствола
0.1 м/с, начальная скорость пули
62.15 микросек, приращение времени


Исходные данные второй модели (Псков 1100)
600 микроФарад, ёмкость конденсатора
800 вольт, напряжение на конденсаторе
0.8 мм, Диаметр обмоточного провода катушки
0.09 мм, удвоенная толщина изоляции провода
19.5 мм, длина катушки (не задавать меньше диаметра обмот. провода катушки)
34 мм, внешний диаметр катушки (не задавать меньше диаметра ствола)
0.7 мм, толщина внешнего магнитопровода, по форме повторяет катушку
154 материал из которого сделан магнитопровод катушки см. таблицу
154 материал из которого сделана пуля см. таблицу
18.5 мм, длина пули
4.95 мм, диаметр пули
-1.5 мм, расстояние, на которое в начальный момент вдвинута пуля в катушку
5.5 мм, внешний диаметр ствола
0.5 м/с, начальная скорость пули
62.15 микросек, приращение времени

На рисунке графики тока первой модели:
синий – выстрел без пули
красный – выстрел пулей
желтый – расчет в FEMM

Прикреплено изображение
att-43d1d9468baa92_5.gif



-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 22 Января, 2006 - 00:21:11
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Петрович пишет:
Попробовал у себя совсем другие результаты!

N14 (сталь 3) - 22.18 м/с
N17(сталь 10) - 17.91 м/с
N25 (сталь 5) - 21.99 м/с

Я только изменил время приращения на 10 мкс


Вот некоторые комментарии, о том, что и как я делал. На одной из тестовых задач (не на той, где 12 Джоулей, но на похожей) я сравнил разные, но очень близкие по свойствам материалы: Сталь 3, Сталь 10 и Сталь 5 и получил совсем разную скорость: 17.62 , 10.94 и 19,19 м/с соответственно. Озадачившись вопросом, откуда такая разница, сравнил кривые намагниченности этих материалов. Также ещё сравнил их с другими четырьмя кривыми, которые у меня были из других источников. Имея семь кривых намагниченности мягкой низкоуглеродистой стали и, не зная, какой из них верить, я решил просто вывести их в виде графиков в одном масштабе и взять какую-то среднюю кривую. Оказалось, что пять из семи графиков похожи, но построены с разным количеством точек и для разного диапазона напряженности магнитного поля. Далее я дополнил таблицы намагниченности первых трёх материалов одними и теми же точками в область больших значений напряжённости поля. То есть при малых полях кривые остались исходными и немного разными, а при сильных полях сходились в одну кривую. С такими данными выполнил ещё раз расчёт скорости и получил одинаковые значения, с отличием во втором знаке после запятой. Выбрав из этих кривых более-менее усреднённые значения и более аккуратно проведя экстраполяцию в сторону больших значений напряжённости (те данные, что имелись уже изначально содержали линейные участки в области максимальных значений поля) получил некоторую кривую, которую решил взять за основу. Эти данные внес в FEMM, подправил некоторые выступающие точки для более плавной зависимости и рассчитал с этими данными две модели: маленькую и побольше. На маленькой получил завышение результатов, на большой – занижение. Многократно проводя расчёты я пытался получить изменением кривой намагничивания более близкие к реальности цифры скорости и вообще поведения пули. Обе модели в реале мне хорошо известны, многократно отстреляны и измерены. В конце концов линейную часть кривой намагниченности пришлось задать под несколько бОльшим углом и чуть уменьшить индукцию в области средних значений напряжённости. Полученные результаты проверялись на плавность графика в линейном виде и в логарифмическом, сильно “торчащие” точки ставились на место, добавлялись промежуточные значения, чтобы заставить FEMM следовать заданным точкам. (FEMM ещё раз сам сглаживает график и если задано слишком мало точек он график сам придумывает какой-то, интерполируя заданные точки по своему разумению). Проведя несколько циклов “изменение таблицы намагниченности – получение графика - правка полученной кривой - расчёт”, я получил достаточно приемлемые и предсказуемые результаты. Возможно, что полученная в итоге эмпирическая кривая намагниченности для мягкой стали не совсем точная и вероятно эта кривая уже включает в себя коррекцию других неточностей модели, но в диапазоне 10-200 Джоулей для одной ступени я в получившейся модели достаточно уверен. Диапазон 10-200 Дж перекрывает достаточно устройств – более высокая энергия обычно уже у многоступенчатых систем, но энергия каждой отдельной ступени все равно остается в указанном диапазоне. Таким образом с помощью этого скрипта уже сейчас вполне можно проводить оценочное предварительное моделирование систем с энергией 10-200 Дж, в которых пуля и магнитопровод выполнены из обычных магнитомягких материалов – низкоуглеродистых мягких сталей. Ферриты и пермендюр пока остаются ”за кадром”.

-----
Евгений В.
 
 Top
veles
Отправлено: 13 Февраля, 2006 - 13:59:23
Post Id





Сообщений всего: 8
Дата рег-ции: Февр. 2006  




да , начало работать, но чего-то результат не показывает, считает всё, считает этот фкерн по 100 раз и нех не показывает
 
 Top
Vooon
Отправлено: 13 Февраля, 2006 - 18:48:48
Post Id





Сообщений всего: 22
Дата рег-ции: Дек. 2005  




так он же в файлик все пишет(в той же директории, где и скрипт)
когда заканчивает появляется окошко "femm lua console"
в котором написано:
Цитата:
--> Скорость пули на выходе из катушки, м/с= 15.92056022380303
--> Максимальная скорость, которая была достигнута, м/с = 16.60823994288993
--> Все данные и промежуточные занесены в файл: 1 V = 15.92056022380303.txt
--> Окончания симуляции 02/13/06 18:46:17
 
 Top
Петрович
Отправлено: 14 Февраля, 2006 - 19:18:17
Post Id





Сообщений всего: 16
Дата рег-ции: Дек. 2005  




Как то возник вопрос: а вообще какой максимальный КПД можно получить в койлгане при идеальных условиях? То есть на пулю будет действовать всегда разгоняющая сила до полного разряда конденсатора.

Немного изменив скрипт получаем:

Емкость конденсатора, микроФарад= 470
Напряжение на конденсаторе, Вольт = 450
Сопротивление общее, Ом = 5.562563698450219
Внешнее сопротивление, Ом = 0.6478723404255319
Сопротивление катушки, Oм = 4.914691358024687
Количество витков в катушке = 510.6172839506168
Диаметр обмоточного провода катушки, милиметр = 0.4
Длина провода в катушке, метр = 35.29133317620639
Длина катушки, милиметр = 10
Внешний диаметр катушки, милиметр = 33
Индуктивность катушки с пулей в начальном положении, микроГенри= 5754.394552279378
Толщина внешнего магнитопровода, милиметр = 5
Материал внешнего магнитопровода катушки = № 154 Экпериментально подобранный материал (простое железо)
Внешний диаметр ствола, милиметр = 11
Масса пули, грамм = 5.513495107050097
Длина пули, милиметр = 9
Диаметр пули, милиметр = 10
Расстояние, на которое в начальный момент вдвинута пуля в катушку, милиметр = 6
Материал из которго сделана пуля = № 154 Экпериментально подобранный материал (простое железо)
Время процесса (микросек)= 5280.000000000009
Приращение времени, микросек=80
Энергия пули Дж = 17.10350070897036
Энергия конденсатора Дж = 47.5875
КПД койлгана (%)= 35.94116250899997
Начальная скорость пули, м/с = 0.1
Скорость пули на выходе из катушки, м/с= 78.76700929872365
Максимальная скорость, которая была достигнута, м/с = 78.76700929872365

Уже теплится хоть какая то надежда на создание мощного ускорителя в будущем!

Скрипт лежит здесь:
http://www.petrovich_v.chat.ru/S...pts/Super_gauss/
 
 Top
Страниц (9): [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 »
« Теория »


Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только администраторы и модераторы могут создавать новые темы в этом разделе.
Только администраторы и модераторы могут отвечать на сообщения в этом разделе.



ExBB FM 1.0 Beta by TvoyWeb.ru InvisionExBB Style converted by Markus®