Esempio di progettazione ottimizzata Heating Inductor
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Esempio di progettazione ottimizzata Heating Inductor I=712 A f=4 kHz =660 cm 14 m m 270 m m D ISCO D IG RA FITE IN D U TTO RE A 12 SPIRE A sse disim m etria D min =16 m m CAM ERA DIRISCALDAM ENTO • Trovare la posizione assiale delle spire che permette di riscaldare uniformemente un disco di grafite ad una temperatura di 1150-1200°C 20°C per un periodo di tempo prefissato
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Esempio di progettazione ottimizzata Heating Inductor. Trovare la posizione assiale delle spire che permette di riscaldare uniformemente un disco di grafite ad una temperatura di 1150-1200°C 20°C per un periodo di tempo prefissato. I=712 A f=4 kHz r =660 mW cm. - PowerPoint PPT Presentation
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Esempio di progettazione ottimizzataHeating Inductor
I=712 A f=4 kHz =660 cm
14 mm
270 mm
DISCO DI GRAFITE
INDUTTORE A 12 SPIRE
Asse di simmetria
Dmin=16 mm
CAMERA DI RISCALDAMENTO
• Trovare la posizione assiale delle spire che permette di riscaldare uniformemente un disco di grafite ad una temperatura di 1150-1200°C 20°C per un periodo di tempo prefissato
Heating InductorProblema elettromagnetico
• Il dominio considerato per la risoluzione del problema in ELFIN è una finestra rettangolare di 304 mm di lunghezza e 28 mm di altezza al centro della quale è posizionato il disco di grafite.
• Le spire sono state considerate come sorgenti esterne e di conseguenza non sono state incluse nella reticolazione.
• Il numero di macroelementi usato lungo gli assi x e y è rispettivamente 29 e 4, per un totale di 232 elementi finiti triangolari del secondo ordine e 531 nodi.
• Grazie all’approccio utilizzato la mesh rimane fissa nonostante lo spostamento delle spire dovuto all’ottimizzazione.
Heating inductorFunzione obiettivo
• L’obiettivo della procedura di ottimizzazione è trovare la posizione verticale delle spire dell’induttore che realizza la densità di potenza desiderata.
• Le prime due spire sono fisse a 16 mm dal disco. Le altre si possono muovere verticalmente e la loro distanza pk dal disco variare tra 16 e 41 mm
• Lo scopo è minimizzare lo scarto quadratico medio tra i valori ottenuti Pi e quelli desiderati P0i in 55 nodi equidistanti posti sull’asse orizzontale del disco
0,0E+00
5,0E+06
1,0E+07
1,5E+07
2,0E+07
2,5E+07
0 50 100 150 200 250 300
R [ mm]
P [W
/m^3
] 255
1 0
0
i i
ii
PPPf
Heating InductorAlgoritmi Genetici
Ns= 7 bitLc= 70 bit Np=30 Ng=100 n.eval.=3000Rep.: binary (not Gray) Sel.: tournament with elitism 0 20 40 60 80
0.6
0.8
1
Valore ottimoValore medio
Generazioni
funz
ione
obi
etti
vo g
)1/()1(4.030 Ngk.Pck
)1/()1(04.0050 Ngk.Pmk
Heating InductorAlgoritmi Genetici - Soluzione
p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 g=f-1
-16.0 -19.0 -38.0 -31.0 -40.0 -41.0 -41.0 -41.0 -41.0 -41.0 1.143
Curve del modulo di A; A=0.3E-4
Heating InductorSimulated Annealing
60 raffreddamenti * 50 valutazioni = 3000 Schema di raffreddamento PTCS
0 10 20 30 401
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Valutazioni
Tem
pera
tura
iniz
iale
0 10 20 30 40 500
0.5
1
1.5
Raffreddamenti
Tem
pera
tura
T iniziale - PTCS Raffreddamento -PTCS
Heating InductorSimulated Annealing
Numero di valutazioni richiesto = 2878
0 500 1000 1500 2000 2500
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Valutazioni
funz
ione
obi
etti
vo f
Heating InductorSimulated Annealing - soluzione
p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 g=f-1
-19.1 -21.9 -27.2 -28.4 -40.9 -38.9 -39.2 -41.0 -36.6 -41.0 0.997
curve di livello della densità di corrente nel disco di grafiteJ=0.1E2 A/m2
Heating InductorRisultati
0,E+00
5,E+06
1,E+07
2,E+07
2,E+07
3,E+07
3,E+07
20 45 70 95 120 145 170 195 220 245 270
R [mm]
Den
sità
di
Pot
enza
[W/m
^3]
D esiderata SA GA
