Revision e63173fa067441ba71ca5da52bba0daa46d3247a (click the page title to view the current version)

logbook5

Changes from e63173fa067441ba71ca5da52bba0daa46d3247a to 169267679805d4ddb16d103cc5e9c67aa04f10dd

---
format:markdown
...

#**1. simulace**
# **1. simulace**

## Záměr
Prokázat využitelnost vířivých proudů při vedení vysokofrekvenčního magnetického pole, tedy nalézt shodu mezi měřením ze dne [22.12.2020](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Logs/logbook2) a simulacemi v softwaru COMSOL Multiphysics.

## Simulace
V prostředí COMSOL jsme využili AC/DC modulu *Magnetic Fields*, přičemž náš systém je buzen čistě harmonickým průběhem proudu (pokud není uvedeno jinak, veličiny odpovídají amplitudě průběhu) v budící cívce, takže jsme zvolili *Frequency Domain*, která využívá komplexního zápisu harmonického průběhu veličin k urychlení simulace. Uspořádání neobsahovalo žádnou použitelnou symetrii (snad kromě zrcadlení, které by simulace urychlilo <2×), tudíž jsme pracovali plně ve 3D prostředí. Řešič *BiCGStab* jsme nechali konvergovat s relativní odchylkou ~$10^{-3}$. Všechny simulace probíhaly v prostředí knihovního materiálu *Air* s pozměněnou vodivosti z 0 S/m na zanedbatelných 100 S/m, kvůli lepší konvergenci. Vše bylo ohraničeno vrstvou *Infinite Element Domain* nahrazující jinak nekonečné prostředí. Cívka i trubice byly z knihovního materiálu *Copper* o vodivosti $5,998\times10^7$ S/m.

Nejprve jsme simulovali pro porovnání pouze pole kolem cívky. Cívku jsme modelovali jako dutý válec pomocí integrovaného nástroje *Coil* (na konkrétních parametrech proudu a závitech zatím nezávisí, jde nám pouze o relativní popis).
Nejprve jsme simulovali pro porovnání pouze pole kolem cívky, viz. Obr. 1. Cívku jsme modelovali jako dutý válec pomocí integrovaného nástroje *Coil* (na konkrétních parametrech proudu a závitech zatím nezávisí, jde nám pouze o relativní popis).
![Obr. 1: Výsledky cívky *a)* rozmítané o frekvenci 4 MHz, *b)* 2D boční pohled na magnetické indukční čáry a *c)* průběh magnetické indukce klesající se vzdáleností od cívky.](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Pics/sim1_pouzeCoil.png)

Pokračovali jsme vymodelováním tří trubic těsně okolo cívky (viz. Obr. 2) pro dvě různé pozice cívky (1 a 3 cm od kraje trubice) uvnitř trubice. Zvoleny byly takové cívky, které při měření dávaly jednoznačně rozlišitelné výsledky a jejich geometrie se dala snáze implementovat v prostředí COMSOL. Stejně jako rozměry cívky i rozměry trubice přibližně odpovídají jejich reálným protějškům. Výsledné profily magnetického pole lze nalézt v příloze [Tab3](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Tabs/priloha3)
![Obr. 2: Simulované modely trubic s cívkou. Odpovídají trubicím z měření [22.12.2020](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Logs/logbook2) *a)* válec rozřízlý na dvě poloviny (2 mm od sebe), *b)* válec jednou prořízlý a *c)* válec jednou proříznut a obepnutý druhým.](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Pics/sim1_coils.png)

Zá účelem zobrazení principu "siločárovodu" (usměrnění magnetického toku podél osy trubice) vkládáme boční řez simulací Obr. 3. Rovněž přikládáme animaci zobrazující indukci odpovídajících vířivých proudů v trubici pro podobnou konfiguraci [Tab4](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Tabs/video4.rar).
![Obr. 3: Řez uspořádání s .... zobrazující magnetické indukční čáry.](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Pics/sim1_coils.png)

## Vyhodnocení 

## Závěr