Extending the capabilities of FEMM package using LUA language

• Autorzy: Czerwiński D. , Badurowicz M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda Elementów Skończonych (MES) jest jedną z najbardziej skutecznych technik obliczeniowych uzyskania przybliżonego rozwiązania równań różniczkowych cząstkowych, które pojawiają się w wielu zagadnieniach naukowych i inżynierskich. Środowisko obliczeniowe Finite Element Method Magnetics (FEMM) to pakiet oprogramowania do rozwiązywania problemów elektromagnetycznych, rozpływu ciepła oraz przepływu prądu z wykorzystaniem MES. W środowisku tym można rozwiązać zagadnienia w geometrii płaskiej 2D oraz osiowosymetrycznej 3D harmonicznych liniowych i nieliniowych modeli magnetycznych niskiej częstotliwości oraz magnetostatycznych, jak i problemów elektrostatycznych. Aplikacja FEMM cechuje się prostym interfejsem, dużą dokładnością i niskim kosztem obliczeniowym, co sprawia, że jako produkt Open Source jest popularna w dziedzinie nauki, techniki i edukacji. W artykule przedstawiono główne cechy i funkcje pakietu oraz sposób rozszerzenia możliwości obliczeniowych z wykorzystaniem języka LUA. Przedstawiono algorytm obliczeniowy napisanego w LUA podprogramu odzwierciedlającego ruch rotora prądnicy. Celem pracy jest wykazanie możliwości środowiska FEMM jako dodatkowego narzędzia na potrzeby nauki i techniki, zwłaszcza, gdy czynniki takie jak koszty lub złożoność oprogramowania nie pozwalają na korzystanie z produktów komercyjnych.

EN

Finite Element Method (FEM) is one of the most effective computational techniques to obtain approximate solutions of partial differential equations that arise in many scientific and engineering issues. Computing environment Finite Element Method Magnetics (FEMM) is a software package for solving electromagnetic problems, propagation of heat and current flow using FEM. In this environment the plane geometry 2D and 3D axisymmetric linear and nonlinear harmonic models of low-frequency magnetic and magnetostatic and electrostatic problems can be solved. FEMM application has a simple interface, high accuracy and low cost computing, which makes it as an Open Source product popular in the fields of science, technology and education. The article presents the main features and functionality of the package and a way to extend computing capabilities using LUA language. The algorithm of calculation subroutine written in LUA for reflecting the movement of the rotor of the generator is presented. Aim of this study is to demonstrate the capacity of the environment FEMM as an additional tool for the needs of science and technology, especially when factors such as the cost or complexity of the software does not allow the use of commercial products.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów skończonych; FEMM; język LUA

EN

finite element method; FEMM; LUA language

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 2922--2928
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., schem., tab., pełen tekst na CD3

Twórcy

autor

Czerwiński D.

• Politechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Instytut Informatyki, ul. Nadbystrzycka 36 b, 20-618 Lublin, Polska, tel. [phone], fax: [phone]

autor

Badurowicz M.

• Instytut Informatyki, Politechnika Lubelska, Nadbystrzycka 36B, 20-618 Lublin

Bibliografia

• 1. Szybiński B., Modelowanie MES i numeryczna optymalizacja systemu podparcia układu soczewek magnetycznych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, 2014, s. 261-270.
• 2. Sikora J., Stodolski M., Wincenciak S., Comparative Analysis of Numerical Methods for Shape Designing. Springer, Electromagnetic Fields in Electrical Engineering, 1988, pp 293-298
• 3. Demenko A., Polowe metody analizy maszyn elektrycznych. Zeszyty Naukowe Elektryka – Politechnika Śląska, 2001, z. 176, str. 41-58
• 4. Sikora J., Numeryczne metody rozwiązywania zagadnień brzegowych. Wyd. Politechniki Lubelskiej, 2011
• 5. Hoole S. R., Computer–aided Analysis and Design of Electromagnetic Devices. Elsevier, New York, 1989
• 6. Harrington R.F., Time-Harmonic Electromagnetic Fields. IEEE Press, New York, 2001
• 7. Ierusalimschy R., Celes W., Figueiredo L. H. de: Programming Language Lua 4.0 . http://www.lua.org/versions.html#4.0, 2000
• 8. Makeer D., Finite Element Method Magnetics, Users manual. 2013
• 9. Czerwinski D., Dynamika zmian cieplnych w cienkowarstwowych taśmach HTS w stanach przejściowych. Przegląd Elektrotechniczny, 2014, str. 24-27
• 10. Czerwinski D., Modelling the critical parameters of high temperature superconductor devices in transient states. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2013
• 11. Iñiquez, J., et al, Magnetic levitation by induced eddy currents in non-magnetic conductors and conductivity measurements. European Journal of Physics, 26, 2005, pp. 951 – 957
• 12. Pamme N., Magnetism and microfluidics. Lab on a Chip, 6, 2006, pp. 24 – 38
• 13. Wichert T., Kub H., Design and optimization of switched reluctance machines. Poland: Proceedings of the XLI International Symposium on Electrical Machines Jun. 2005
• 14. Rotariu O., et al. Targeting magnetic carrier particles in tumor microvasculature - A numerical study. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 7(6), 2005, pp. 3209 – 3218
• 15. Lee Y. S., Kim G., et al., Development of a neutron polarizer 3He spin filter at the Pohang neutron facility. Journal of the Korean Physical Society, 2006, 48(2), pp. 233 – 239
• 16. Zandsteeg C. J., Design of a robocup shooting mechanism, Report 2005.147. The Netherlands: Eindhoven University of Technology. 2005
• 17. Acuña M. H., et al., Near magnetic field observations at 433 Eros: First measurements form the surface of an asteroid, Icarus 155, Elsevier Science, 2002, pp. 220 – 228.
• 18. Boniface C., et al., A Monte-Carlo study of ionization processes in double stage Hall effect thruster, Proceedings of the XXVIIth ICPIG, 2005