آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,192
تعداد مقالات8,579
تعداد مشاهده مقاله6,989,857
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,033,361
اللهیاری, مجتبی, شیری, عباس. (1398). مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن. پدافند الکترونیکی و سایبری, 7(1), 61-72.
مجتبی اللهیاری; عباس شیری. "مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن". پدافند الکترونیکی و سایبری, 7, 1, 1398, 61-72.
اللهیاری, مجتبی, شیری, عباس. (1398). 'مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن', پدافند الکترونیکی و سایبری, 7(1), pp. 61-72.
اللهیاری, مجتبی, شیری, عباس. مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1398; 7(1): 61-72.

مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن

الکترومغناطیس کاربردی
مقاله 7، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 18، خرداد 1398، صفحه 61-72    اصل مقاله (1.29 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
مجتبی اللهیاری1؛ عباس شیری* 2
1دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
2گروه قدرت، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
تاریخ دریافت: 11 تیر 1398،  تاریخ بازنگری: 31 مرداد 1398،  تاریخ پذیرش: 16 شهریور 1398 
چکیده
با توجه به این­که تفنگ ریلی یک سامانه الکترومکانیکی است، حل هم­زمان معادلات الکتریکی و مکانیکی آن، به راحتی قابل انجام نیست. در این مقاله، روشی بر پایه مدل مداری برای تحلیل تفنگ ریلی ارائه می­شود که در آن ابتدا مدار معادل تفنگ ریلی استخراج شده و سپس معادلات دیفرانسیل بیان‌کنندة فیزیک حاکم بر سامانه به­دست می­آید. سپس با استفاده از حل این معادلات به روش رانگ کوتای مرتبه 4، به شبیه­سازی تفنگ ریلی پرداخته­ می­شود. مزیت اصلی روش ارائه شده، این است که با توجه به سریع بودن آن، می‌توان به­راحتی در بحث بررسی حساسیت و بهینه­سازی طراحی استفاده کرد؛ در صورتی که با استفاده از روش اجزای محدود، این موارد به واسطة کندی آن تقریباً غیرممکن است. در ادامه با استفاده از روش پیشنهادی، سامانه مورد نظر شبیه­سازی شده و رفتار آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین تأثیر تغییرات پارامترهای ساختاری تفنگ ریلی بر روی سرعت، بازده و نیروی وارد بر آرمیچر بررسی شده است. برای تأیید نتایج به­دست آمده، از روش اجزای محدود سه­بعدی نقطه به نقطه استفاده شده که نتایج آن، نتایج روش ارائه­شده را تأیید می­کند.
کلیدواژه‌ها
پرتاب کننده الکترومغناطیسی؛ تفنگ ریلی؛ مدار معادل؛ اجزای محدود؛ بازده؛ نیروی الکترومغناطیسی
عنوان مقاله [English]
Modeling of Electromagnetic Railgun and Analysis of its Performance
نویسندگان [English]
Mojtaba Allahyari1؛ Abbas Shiri2
1Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University
2Power Engineering Department, Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
چکیده [English]
Since railgun is an electro-mechanical system, it is not easy to simultaneously solve the electrical and mechanical equations. In this paper, a method based on a circuit model is presented for the analysis of the railgun, in which, its equivalent circuit is extracted and the differential equations describing its behavior are obtained. Using the 4th order Runge-Kutta method solution to theses equations, railgun simulation is performed. The main advantage of the proposed method is that due to its calculation speed, it can be easily used in the sensitivity analysis and design optimization, while these issues are almost impossible with finite element method, due to their slowness. Then, by employing the proposed method, the system has been simulated and its behavior has been studied. Also, the effect of the railgun structural parameters’ variations on the velocity, efficiency and force applied to the armature has been investigated. To validate the proposed method, the point to point 3-D finite element method is employed. The results of the finite element method are close enough to the results of the proposed method, confirming the accuracy of the latter.  
کلیدواژه‌ها [English]
Electromagnetic launcher, Railgun, Equivalent circuit, Finite element method, Efficiency, Electromagnetic force
مراجع

[1]     J. F. Kerrisk, “Current distribution and inductance calculations for rail-gun conductors,” Los Alamos Nat. Lab., Los Alamos, NM, Rep. LA–9092-Ms, 1981.

[2]     Bok-ki Kim and Kuo-Ta Hsieh, “Effect of rail/armature geometry on current density distribution and inductance gradient,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 35, no.1, pp. 413-416, 1999.

[3]     A. Keshtkar, “Effect of rail dimension on current distribution and inductance gradient,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 41, no. 1, pp. 383-386, 2005. 

[4]     M. S. bayati, A. Keshtkar, and A. Keshtkar, “Transition study of current distribution and maximum current density in railgun by 3D FEM and IEM,” IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 39, no. 1, pp. 13- 17, 2011. 

[5]     J. Gallant, “Parametric study of an augmented railgun,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 39, no. 1, pp. 451-456, 2003.

[6]     K. T. Hsieh, “Numerical study on groove formation of rails for various materials,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 41, no.1, pp. 380-382, 2005.

[7]     T. G. Engel, J. M. Neri, and W. C.Nunnally, “Efficiency and scaling of constant inductance gradient DC electromagnetic launchers,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 42, no. 8, pp. 2043-2051, 2006.

[8]     A. Keshtkar, S. Mozaffari and A. Keshtkar, “Effect of rail tapering on the inductance gradient versus armature position by 3D-FEM,” Transactions on Plasma Science, vol. 39, no. 1, pp. 71-74, 2011.

[9]     B. Tang, Q. Lin, and B. Lin, “Research on thermal stress by current skin effect in a railgun,” Transactions on Plasma Science, vol. 45, no. 7, pp. 1689-1694, 2017.

[10]  S. A. Taher, M. Jafari, and M. Pakdel, “A new approach for modeling electromagnetic railguns,” Transactions on Plasma Science, vol. 43, no. 5, 2015.

[11]  K. S. Yang, S. H. Kim, B. Lee, S. An, Y. H. Lee, S. H. Yoon, I. S. Koo, Y. S. Jin, Y. B. Kim, J. S. Kim, and C. Cho, “Electromagnetic launch experiments using a 4.8-MJ pulsed power supply,” Transactions on Plasma Science, vol. 43, no. 5, pp. 1358-1361, 2015.

[12]  A. Keshtkar, S. Bayati and A. Keshtkar, “Derivation of a formula for inductance gradient using intelligent estimation method,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 45, no. 1, 2009.

[13]  A. Keshtkar, L. Gharib, M. S. Bayati, and M. Abbasi, “Simulation of a two-turn railgun and comparison between a conventional railgun and a two-turn railgun by 3-D FEM,” Transactions on Plasma Science, vol. 41, no. 5, 2013.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 623
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 351