Elektromanyetik Fırlatıcıların Geçici Etkilerini Modelleme Teknikleri

Although electromagnetic launchers (EMLs) are better than gun-powder-based launchers, they have to endure severe electrical and mechanical conditions. Therefore, the optimal design and accurate simulations of these devices are essential. The inductance and electromotive force (EMF) variations in the transient, which significantly impact the launch process, are modeled. Moreover, velocity skin effect (VSE) is added to the EML calculations in an effective way. Commercial finite element software cannot solve the electromagnetic aspects of such a high-speed application with a transient solver in 3-D. Although 2-D approximations can be used, such an approximation overestimates VSE resistance due to geometry simplifications. In this thesis, a novel quasi-transient 3-D Finite Element Method (FEM) model where the air-armature region's conductivity is varied to emulate the high-speed motion of the armature is proposed. These propositions are compared for experimental results with different EMLs, EMFY-1, and EMFY-2 and showed good agreement.Elektromanyetik fırlatıcılar, barut tabanlı fırlatıcılardan daha iyi olsalar da, ağır elektriksel ve mekanik koşullara dayanmaları gerekir. Bu nedenle, bu cihazların optimum tasarımı ve doğru simülasyonları çok önemlidir. Atış sürecini önemli ölçüde etkileyen geçici olaydaki endüktans ve elektromotor kuvvet (EMF) varyasyonları modellenmiştir. Ayrıca, bu hesaplamalarına etkili bir şekilde hız deri etkisi (HDE) eklenmiştir. Ticari sonlu eleman yazılımı, bu kadar yüksek hızlı bir uygulamanın elektromanyetik yönlerini 3 boyutlu olarak bir geçici çözücü ile çözemez. 2-D yaklaşımları kullanılabilmesine rağmen, böyle bir yaklaşım, geometri basitleştirmelerinden dolayı, VSE direncini olduğundan fazla tahmin etmektedir. Bu tezde, armatürün yüksek hızlı hareketini taklit etmek için hava-armatür bölgesinin iletkenliğinin değiştirildiği ̆yeni bir yarı-geçici 3-D Sonlu Eleman Yöntemi (SEY) modeli önerilmiştir. Bu model, farklı elektromanyetik fırlatıcılarla, EMFY-1 ve EMFY-2 ile, deneysel sonuçlar karşılaştırıldı ve iyi bir uyum gösterdiği görüldü.M.S. - Master of Scienc