Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Számítógépes mezőszimuláció a mérnöki tervezésben

    A tantárgy angol neve: Computer Simulation of Fields in Engineering

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Műszaki Informatika Szak

    Doktorandusz tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEVD024 1(3) 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Sebestyén Imre, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr.Sebestyén Imre

    egyetemi docens

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

    dr. Iványi Miklósné

    egyetemi docens

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Matematika, Elektromágneses terek

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    -

    Ez a tárgy felvehető bármely más tárgy korábbi teljesítése esetén.

    7. A tantárgy célkitűzése

    1. félév: Mágneses ill. villamos készülékek és berendezések tervezésében használatos számítógépes mezőszimulációs eljárások alapvető módszereinek megismerése, a módszerek gyakorlati alkalmazásához szükséges elméleti ismeretek megszerzése.
    2. félév: Mezőszimulációs szoftverek (FEM2D, EMAS) megismerése és mintafeladatok megoldása. Az elméleti ismeretekre alapozva, a képzés témájához kapcsolódó elektromágneses térszámítási feladat modelljén számítógépes analízis elvégzése a megismert szoftverekkel. Az analízis eredményének értékelése.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    - Az elektromágneses tér egyenleteinek megoldása potenciálokkal, a potenciálokra vonatkozó differenciálegyenletek stacionárius és időben változó terek esetén.

    - A villamos berendezések vizsgálatánál előforduló hőtechnikai, rugalmassági és áramlástani feladatok matematikai leírásának alapjai.

    - Mezőproblémák numerikus megoldási módszerei. Elvi alapok áttekintése: véges differenciák, integrálegyenletek módszere; végeselem módszer. A fenti numerikus módszerek összevetése, és kapcsolata.

    - Végeselem módszer alkalmazása statikus, stacionárius, örvényáramú, és hullámtani feladatokra. A végeselemes mezőszimulátorok számítógépes realizációjával kapcsolatos ismeretek. Előfeldolgozás: hálógenerálás kérdései; végeselemes megoldó: izoparametrikus formafüggvények (2-dimenziós és 3-dimenziós esetben), elemegyenletek előállítása, globális egyenletek generálása és megoldása, direkt és iterációs megoldási eljárások; kiértékelés, posztprocesszálás: térjellemzők, és integrális jellemzők (energia, kapacitás, induktivitás, veszteség, erőhatások) számítása, sajátérték feladatok megoldása.

    - Számítógépes környezet a mezőszimulátor szoftverek alkalmazásához.

    - Nemlineáris és csatolt mezőproblémák megoldási módszerei.

    - Modellalkotás kérdéseinek tárgyalása kiválasztott feladatok alapján. (Példák: nagyfeszültségű kondenzátor tere, kábelösszekötő villamos és termikus tere, relé-tekercs mágneses tere, örvényáramú mágneses szenzor tere, transzformátor mágneses tere, kiálló-pólusú szinkrongép mágneses tere, elektromos kontaktus termikus tere, hullámvezetők elektromágneses tere, sajátfrekvenciák számítása.)

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    előadás (1. félév)

    laboratóriumi gyakorlat (2. félév)

    10. Követelmények

    a) A szorgalmi időszakban: Az előadásokon (legalább 70 %-ban) ill. labor-foglalkozásokon való részvétel.

    b) A vizsgaidőszakban: 1. félév: szóbeli vizsga. Követelmény: az alapvető összefüggések ismerete és azok alkalmazási készsége.

    2. félév: Az önállóan kidolgozott mezőszimulációs feladat beadása.

    c) Elővizsga nincs.

    11. Pótlási lehetőségek
    12. Konzultációs lehetőségek

    A szorgalmi időszakban a tárgy oktatóinak heti fogadóóráján, a vizsgaidőszakban a vizsga előtti munkanapon lehet konzultálni. A fogadóóra időpontja a tanszéki hirdetőtáblán található.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    - Badics Z., Sebestyén I.: Számítógépes mezőszimuláció I. A végeselem módszer alkalmazása elektromágneses terek számítására. (Kézirat) BME-EVT 1992-94

    - Iványi Miklósné: Számítógépes mezőszimuláció II. (Kézirat) BME-EVT, 1994.

    - Vágó I.: Villamosságtan II. Elektromágneses terek, Tankönyvkiadó, Budapest, 1988.

    - Zombory L., Koltai M.: Elektromágneses terek gépi analízise, Műszaki Könyvkiadó,

    Budapest, 1979.

    - Zienkiewicz, O.C.: The finite element method in engineering science. McGraw-Hill B.C. London, 1971.

    - Silvester P.P., Ferrari R.L.: Finite elements for electrical engineers, Cambridge University Press, 1983.

    - Brauer J. R.: What every engineer should know about finite element analysis? Marcel Dekker, Inc. New York, Basel, 1988.

    - Vágó I., M. Gyimesi M.: Electromagnetic Fields, Akadémiai Kiadó, Bp., 1998.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    45

    Felkészülés zárthelyire

    Házi feladat elkészítése

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    ..

    Vizsgafelkészülés

    45

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Sebestyén Imre

    egyetemi docens

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék