Моделирование динамических характеристик магнитолевитационной транспортной платформы в процессе движения, разгона и торможения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель: моделирование динамических характеристик магнито-левитационной платформы на основе высокотемпературного сверхпроводника в процессе движения, разгона и торможения.

Методы: численный анализ магнитной левитационной системы выполнен методом конечных элементов в среде инженерного моделирования Comsol Multiphysics.

Результаты: при прямолинейном движении поперечные колебания не превышают 15 %, а увеличение скорости и массы подвеса не оказывает существенного влияния на амплитуду вибраций. В случае вертикальных колебаний увеличение массы и скорости платформы приводит к увеличению вибрационной стойкости системы. При увеличении радиуса поворота пути максимальная возможная скорость вхождения в поворот без отрыва подвеса от магнитного трека увеличивается нелинейно.

Заключение: разработанная численная модель позволяет прогнозировать динамические характеристики левитационного транспорта и может быть применена для систем различного масштаба.

Об авторах

Ирина Валерьевна Мартиросян

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Университет «Сириус»; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mephizic@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2301-1768
SPIN-код: 3368-8809

инженер

Россия, Москва; Сириус, Краснодарский край; Казань

Сергей Владимирович Покровский

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Университет «Сириус»; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: sergeypokrovskii@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3137-4289
SPIN-код: 6643-7817

кандидат физико-математических наук, ассистент

Россия, Москва; Сириус, Краснодарский край; Казань

Максим Андреевич Осипов

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Университет «Сириус»

Email: max.vfk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8981-5606
SPIN-код: 4776-7939

инженер

Россия, Москва; Сириус, Краснодарский край

Александр Сергеевич Стариковский

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Университет «Сириус»

Email: sannyok1995@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7605-7578
SPIN-код: 9493-3256

аспирант

Россия, Москва; Сириус, Краснодарский край

Игорь Анатольевич Руднев

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Университет «Сириус»; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: iarudnev@mephi.ru
ORCID iD: 0000-0002-5438-2548
SPIN-код: 2070-5265

доктор физико-математических наук, профессор

Россия, Москва; Сириус, Краснодарский край; Казань

Список литературы

  1. Nagaya K, Tsukagoshi M, Kosugi Y, Murakami M. VIBRATION CONTROL FOR A HIGH-Tc SUPERCONDUCTING NON-LINEAR LEVITATION SYSTEM. J SOUND VIB. 1997;208(2):299-311.doi: 10.1006/jsvi.1997.1223
  2. Jang-Horng Y, Postrekhin E, Ki Bui M, et al. Vibration isolation for space structures using HTS-magnet interaction. IEEE T APPL SUPERCON. 1999;9(2):908-10. doi: 10.1109/77.783444
  3. Brandt EH. Levitation in Physics. Science. 1989;243(4889):349-55. doi: 10.1126/science.243.4889.349
  4. Moon FC. Superconducting Levitation: Applications to Bearing & Magnetic Transportation 1994 August 01, 1994. 310 p. Available from https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1994slab.book.....M/
  5. Ma K, Postrekhin YV, Chu W-K. Superconductor and magnet levitation devices. REV SCI INSTRUM. 2003;74:4989-5017. doi: 10.1063/1.1622973
  6. Hull JR. Superconducting bearings. SUPERCOND SCI TECH (Online). 2000;13(2):R1-R15. doi:https:10.1088/0953-2048/13/2/201
  7. Wang J, Wang S, Zeng Y, et al. The first man-loading high temperature superconducting Maglev test vehicle in the world. Physica C. 2002;378-381:809-14. doi: 10.1016/S0921-4534(02)01548-4
  8. Deng Z, Zhang W, Zheng J, et al. A High-Temperature Superconducting Maglev Ring Test Line Developed in Chengdu, China. IEEE T APPL SUPERCON. 2016;26(6):1-8. doi: 10.1109/TASC.2016.2555921
  9. Li H, Deng Z, Ke Z, et al. Curve Negotiation Performance of High-Temperature Superconducting Maglev Based on Guidance Force Experiments and Dynamic Simulations. IEEE T APPL SUPERCON. 2020;30(1):1-11. doi: 10.1109/TASC.2019.2932283
  10. Lee S, Petrykin V, Molodyk A, Samoilenkov SV, et al. Development and production of second generation high Tc superconducting tapes at SuperOx and first tests of model cables. SUPERCOND SCI TECH. 2014;27:044022. doi: 10.1088/0953-2048/27/4/044022
  11. Dular P, Remacle J, Henrotte F, et al. Magnetostatic and magnetodynamic mixed formulations compared with conventional formulations. IEEE T MAGN. 1997;33(2):1302-5. doi: 10.1109/20.582494
  12. Bíró O. Edge element formulations of eddy current problems. COMPUT METHOD APPL M. 1999;169(3):391-405. doi:https:10.1016/S0045-7825(98)00165-0
  13. Bortot L, Auchmann B, Garcia IC, et al. A Coupled A–H Formulation for Magneto-Thermal Transients in High-Temperature Superconducting Magnets. IEEE T APPL SUPERCON. 2020;30(5):1-11. doi: 10.1109/TASC.2020.2969476
  14. Strickland N, Wimbush S. The magnetic-field dependence of the critical current: what we really need to know. IEEE T APPL SUPERCON. 2016;PP:1. doi: 10.1109/TASC.2016.2636561
  15. Zhang M, Matsuda K, Coombs TA. New application of temperature-dependent modelling of high temperature superconductors: Quench propagation and pulse magnetization. JPN J APPL PHYS. 2012;112(4):043912. doi: 10.1063/1.4747925
  16. Anischcenko I, Pokrovskii S, Rudnev I, Osipov M. Modeling of magnetization and levitation force of HTS tapes in magnetic fields of complex configurations. SUPERCOND SCI TECH. 2019;32(10):105001. doi: 10.1088/1361-6668/ab2bbe

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Общий вид магнитолевитационной системы

Скачать (59KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости электродинамического и аэродинамического сопротивления подвеса от скорости движения

Скачать (68KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости нормированной максимальной амплитуды вибраций ВТСП подвеса от скорости движения для боковых (слева) и вертикальных (справа) вибраций при прямолинейном движении

Скачать (62KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости центробежной силы от скорости движения подвеса на повороте радиуса 10 см

Скачать (44KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости максимальной скорости подвеса от радиуса поворота магнитного пути

Скачать (41KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Нормированные распределения магнитного поля на высоте 1 мм от магнитной дорожки, состоящей из одного ряда магнитов 10х10х10 мм по внешнему и по внутреннему радиусам

Скачать (126KB)
Метаданные

© Мартиросян И.В., Покровский С.В., Осипов М.А., Стариковский А.С., Руднев И.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).