Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of topological gradient and continuum sensitivity analysis to the multi-objective design optimization of a permanent-magnet excited synchronous machine

Putek P., Slodička M., Van Keer R., Paplicki P., Pałka R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 7a

256-260

EN

The paper presents an application of the topological derivative and continuum sensitivity analysis for the optimal design of the permanent magnet excited machines. The description of the method, applications and numerical results are presented in an example of the optimization of the permanent magnet machine with the adjustable excitation which can be used as a drive for electrical vehicles. The purpose of this study was the determination of the optimum geometry of motor poles, formed by the permanent magnets and iron elements. On the basis of numerical calculations in the 2D space the efficiency of the method was demonstrated, determing the optimal shape of the magnetic poles of the motor. In order to verify results, three-dimensional models were developed and analyzed in details. Based on the comparative analysis of 3D results it has been shown that a significant reduction of the cogging torque, magnets weight and a level of higher harmonics in the voltage induced in the armature windings are possible.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metody gradientu topologicznego oraz zmiennej sprzężonej w zagadnieniu optymalizacji maszyn elektrycznych z magnesami trwałymi. Opis metody, jej funkcjonowanie oraz uzyskane wyniki symulacji numerycznych przedstawiono na przykładzie optymalizacji silnika z magnesami trwałymi o regulowanym wzbudzeniu, przewidzianego do napędu samochodów elektrycznych. Celem badań było wyznaczenie optymalnej geometrii biegunów silnika, utworzonych przez magnesy trwałe oraz elementy żelazne. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń numerycznych w przestrzeni 2D wykazano efektywność prezentowanej metody, przy pomocy której wyznaczono optymalny kształt biegunów magnetycznych silnika. W celu weryfikacji otrzymanych wyników obliczeniowych, opracowano adekwatne modele trójwymiarowe maszyny, które poddano szczegółowej analizie. Na podstawie analizy porównawczej wyników badań na modelach 3D, wykazano możliwość znacznego zmniejszenia momentu zaczepowego, masy magnesów trwałych oraz poziomu wyższych harmonicznych w napięciu indukowanym w uzwojeniach twornika.

2

Structural optimization using topological and shape sensitivity via a level set method

Allaire G., Gournay F. de, Jouve F., Toader A.-M.

Control and Cybernetics

|

2005

|

Vol. 34, no 1

59-80

EN

A numerical coupling of two recent methods in shape and topology optimization of structures is proposed. On the one hand, the level set method, based on the classical shape derivative, is known to easily handle boundary propagation with topological changes. However, in practice it does not allow for the nucleation of new holes (at least in 2-d). On the other hand, the bubble or topological gradient method is precisely designed for introducing new holes in the optimization process. Therefore, the coupling of these two method yields an efficient, algorithm which can escape from local minima in a given topological class of shapes. Both methods rely on the notion of gradient computed through an adjoint analysis, and have a low CPU cost since they capture a shape on a fixed Eulerian mesh. The main advantage of our coupled algorithm is to make the resulting optimal design largely independent of the initial guess.

3

Crack detection by the topological gradient method

Amstutz S., Horchani I., Masmoudi M.

Control and Cybernetics

|

2005

|

Vol. 34, no 1

81-101

EN

The topological sensitivity analysis consists in studying the behavior of a shape functional when modifying the topology of the domain. In general, the perturbation under consideration is the creation of a small hole. In this paper, the topological asymptotic expansion is obtained for the Laplace equation with respect to the insertion of a short crack inside a plane domain. This result is illustrated by some numerical experiments in the context of crack detection.