مقطع : دکتری
دانشگاه : سمنان
تاریخ دفاع : 1395/03/31
اساتید راهنما :
اساتید مشاور :
اساتید داور :
مشاهده سایر پایان نامه های مجيد عزتي مصلح
امروزه تولید انرژی و جریان هایِ پالسی بسيار نيرومند با استفاده از ژنراتورهاي تراكم شار مغناطيسيMagneto Cumulative) Generator ) بمنظور رسیدن به پروژه هایِ علمی و فنیِ مهندسیِ موفق در زمينه هاي گوناگون مرتبط با انرژي پالسي ، از تکنولوژی های بسيار پيشرفته علم فيزيك نوین می باشد . انرژی بالا و جریان های زیادِ پالسیِ برای شتاب دادن پلاسماها در شرایط آزمایشگاهی و در شرایط خلاء و شتاب دادن به اشعه های الکترونی با جریان بالا و تحریک لیزرها با توان بسيار زياد و منابع ماکروویو و همچنین شتاب دادن به پرتابه ها در محل های پرتاب و تولید پالس های بسيار نيرومند و پلاسماهایِ حرارتی در رآکتورهایِ شکافِ هسته اي مورد نیاز می باشد. این پالس ها با شارش و جریان هاي بسيار بالا در حدود چندين مگا آمپر، برای شبیه سازی فرآیندهایی که در فضا رخ می دهند و همچنین در طی انفجارهایِ نيرومند و در مباحثِ آیرودینامیک و تولید امواج شوکی ِقویِ و شارشِ پلاسما در فرآیندهایِ صنعتی و همچنین در زمینه دفاعی ازجمله مولد اوليه coil gun ها و پرتابه ها و همچنین در زمینه غير نظامي مانند رادارها، درمان رگ هاي خوني، چشم پزشکی، دندان پزشکی، اشعه ايکس، ليزر ، اکتشافات میادینِ نفتي ، آب ، گاز ؛ پيشران هاي موشكي و غيره کاربرد وسیعی دارند. تکنولوژی مورد بحث در تولید این پالس ها به تکنولوژیِ توانِ پالسی ارتباط دارد ،كه اين به نوبه خود با ایجادِ پالس هایِ الکترو مغناطیسیِ بسیار نيرومند و کوپلینگ این پالس ها به بارها در ارتباط می باشد .
تمرکز این طرح پژوهشي از سال 2005 ميلادي بر روی ژنراتورهای پالسی بسيار نيرومند که انرژی شیمیایی مواد منفجره را به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید مي باشد. بدليل اينكه ژنراتورهای انفجاري (MCG)، اجازه ذخیره سازي انرژی با چگالی هاي خیلی زیادی را می دهند بنابراین می توانند خیلی کوچکتر و سبکتر از دیگر منابعِ انرژی ، قابل استعمال وکاربرد باشند.
اساسِ ژنراتورهاي تراکم شار مغناطيسی، منابع با امپدانس کم می باشند . براي افزايش جريان در حين مرحلة تراکم شار لازم است امپدانس بار کوچک باشد . بنابراين عملکرد اين ژنراتورها در جريان هاي بالا (حدود مگا آمپر) و ولتاژهاي نسبتاً کم (دهها کيلو ولت ) مناسب تر می باشد اما براي کاربردهايي که امپدانس بار زياد است در صورتيکه که بار مستقيماً به ژنراتور متصل گردد باعث کاهش عملکرد سيستم خواهد شد.
بطور خلاصه در يك نگاه كلي مي توان گفت كه اين نوع ژنراتورها، انرژي شيميايي حاصل از انفجار مواد منفجره را به انرژي الكترومغناطيسي تبديل مي نمايند . شايان ذكر است كه با استفاده از اين نوع ژنراتورها مي توان ميدان هاي مغناطيسي تا چند صد تسلا و اخيراًَ بنابه اطلاعات منتشر شده تا 2700 تسلا ايجاد نمود كه با توجه به استفاده دوگانه آن در مباحث نظامي و غير نظامي بسيار حائز اهميت مي باشد.
کشور هاي متعددی از جمله روسيه، ايالات متحده امريکا، چين، آلمان، انگليس، فرانسه، ژاپن و ايتاليا تحقيقات گسترده ای را در رابطه با MCGها انجام داده که نتايج تحقيقات و يافته های خود را در کنفرانس های مگاگوس و کنفرانس های مربوط به توان های بالای پالسی ارائه نموده اند.
در اين رساله براي نخستين بار در جهان مباحث مرتبط با ظرفیت خازني ژنراتورهاي MCG و مدل سازی این نوع ژنراتورها مطرح و مورد بحث و بررسي علمي قرار گرفته و در آينده نزديك مباحث علمي ديگر در اين زمينه منتشر خواهد شد.
در این رساله در ابتدا تاريخچه اي مختصر از فعاليت هاي انجام شده درباره ژنراتور تراكم شار مغناطيسي كه در مراكز تحقيقاتي مختلف انجام شده است را ارائه مي نمائيم. سپس اصول اوليه و روش كار اين نوع ژنراتورها را تشريح و انواع مختلف اين ژنراتور ها را معرفي خواهيم نمود . آنگاه درباره ژنراتورتراكم شار مغناطيسي كه تحريك آنها بواسطه مواد منفجره مي باشد و از مكانيزم اتصال كوتاه كردن حلقه هاي متوالي استفاده مي گردد كه در طي آن حجم شار مغناطيسي به تله افتاده در بين حلقه هاي كويل و لاينر استوانه اي مركزي كاهش مي يابد بحث خواهيم نمود و سپس انواع اين نوع ژنراتورها را مشخص و معرفي مي نمائيم و بعد معادلات حاكم را بررسي نموده و پارامترهاي مختلف آن را مورد بحث و بررسي قرار خواهيم داد. همچنين نگاه مختصري بر منابع گوناگون تلفات موجود در مكانيزمMCGها داريم .
پديده هاي فيزيكي زيادي در ژنراتورهای MCG وجود دارند كه باعث ايجاد تلفات مختلف در اين نوع سيستم و در نتيجه باعث كاهش كارآيي اين سيستم ها مي شوند، البته بسياري از اين مكانيزمهاي تلفات، شناسايي شده و تحت بررسي قرار گرفته اند. در اين پروژه كه تحت عنوان “محاسبه و آناليز و مدل سازی ظرفيت خازني كويل ژنراتور تراكم شار مغناطيسي(MCG)” مي باشد سعی بر این شد که يك مدل مداري كلي براي كويل موجود در اين سيستم ارائه دهيم كه بواسطه اين مدل بتوانيم ظرفيت خازني پراكندگي پارازيتيك بين حلقه هاي كويل و بين حلقه و لاينر استوانه اي مركزي ژنراتور تراكم شار مغناطيسي( MFCG) را محاسبه ، بررسي و شبيه سازي نمائيم.