Design process of a helical flux compression generator

• Autorzy: Makowski M. , Czarnowska M. , Biernacki K. , Namiotko R.

Identyfikatory

DOI

10.2478/sjpna-2018-0025

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i budowa spiralnego generatora magnetokumulacyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article demonstrates the design process of a flux compression generator. Several armature configurations and materials have been analyzed. The influence of mechanical parameters, such as wall thickness, inner diameter of the armature or high explosive material used, on FCG performance has been estimated. The geometry of generators’ components has been optimized using the Finite Elements Method. Several generators have been built based on mathematical model and simulation results. The designed FCG’s performance has been verified during field tests. A comparison of simulation and field test results has been presented.

PL

W artykule scharakteryzowano proces projektowania elementów generatora magnetokumulacyjnego. Przeprowadzono analizę porównawczą kilku konfiguracji i materiałów tworników FCG. Oszacowano wpływ na działanie generatora parametrów mechanicznych, takich jak materiał rurki, grubość ścianki, średnica wewnętrzna rurki, rodzaj materiału wybuchowego. Dokonano optymalizacji geometrii podzespołów generatora za pomocą metody elementów skończonych. W oparciu o model matematyczny i symulacje wykonano modele i przeprowadzono próby poligonowe z ich wykorzystaniem. Porównano wyniki symulacji z wynikami badań poligonowych modeli generatorów magnetokumulacyjnych spiralnych.

Słowa kluczowe

EN

helical flux compression generator design; Gurney speed; Gurney angle

PL

spiralny generator magnetokumulacyjny; prędkość Gurneya; kąt Gurneya

• Wydawca: Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 59 nr 4 (215)
• Strony: 29--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Makowski M.

• Maritime Technology Center S.A., Arenda Dickmana 62 Str., 81-109 Gdynia, Poland

autor

Czarnowska M.

• Maritime Technology Center S.A., Arenda Dickmana 62 Str., 81-109 Gdynia, Poland

autor

Biernacki K.

• Maritime Technology Center S.A., Arenda Dickmana 62 Str., 81-109 Gdynia, Poland

autor

Namiotko R.

• Maritime Technology Center S.A., Arenda Dickmana 62 Str., 81-109 Gdynia, Poland

Bibliografia

• [1] Altgilbers L. L., Brown M. D. J., Grishnaev I., Novac B. M., Smith I. R., Tkach I., Tkach Y., Magnetocumulative Generators, Series Shock Wave and High Pressure Phenomena, Springer-Verlag New York, 2000.
• [2] Appelgren P., Experiments with and modelling of explosively driven magnetic flux compression generators, KTH School of Electrical Engineering, Space and Plasma Physics, Royal Institute of Technology, Stockholm 2008.
• [3] Appelgren P., Bjarnholt G., Brenning N., Elfsberg M., Hurtig T., Larsson A., Novac B. M., Nyholm S. E., Small Helical Magnetic Flux-Compression Generators: Experiments and Analysis, ‘IEEETransactions on Plasma Science’, 2008, Vol. 36, No. 5, pp. 2662–2672.
• [4] Bola M. S., Madan A. K., Singh M., Vasudeva S. K., Expansion of Metallic Cylinders under Explosive Loading, ‘Defence Science Journal’, 1992, Vol. 42, No. 3, pp. 157–163.
• [5] Dobratz B. M., Crawford P. C., Explosives handbook — properties of chemical explosives and explosives simulants, January 1985.
• [6] Elek P., Jaramaz S., Micković D., Modeling of the metal cylinder acceleration under explosive loading, ‘Scientific Technical Review’, 2013, Vol. 63, No. 2, pp. 39–46.
• [7] Hutchinson M. D., With-Fracture Gurney Model to Estimate both Fragment and Blast Impulses, ‘Central European Journal of Energetic Materials’, 2010, Vol. 7, No. 2, pp. 175–186.
• [8] Neuber A. A., Explosively Driven Pulsed Power Helical Magnetic Flux Compression Generators, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Series Power Systems, 2005.
• [9] Scott I. J., Scaled Cylinder Test Experiments with Insensitive PBX 9502 Explosive, 15th International Detonation Symposium, San Francisco — California 2014