Anyagismeret, Elektromágneses terek, Vektoranalízis

A korszerű mágneses és villamos rendszerek, berendezések és készülékek analízise és szintézise sok esetben szükségessé teszik a mágneses anyagok tulajdonságainak és viselkedésének alapos ismeretét. Az elméleti és gyakorlati megközelítés szempontjából egyaránt fontos a mágneses anyagok nemlineáris, hiszterézises viselkedése, és annak megfelelő modellezése.

A tárgy célkitűzése a mágneses anyagok viselkedésének rövid összefoglalása, az anyag hiszterézis karakterisztikáját leíró modellek és szimulációs eljárások megismertetése, valamint azoknak a numerikus térszámítási módszerekhez való illesztése, ill. az illesztés során felmerülő problémák tárgyalása. A tárgy felkészít a fenti anyagoknak a kutatásban, a tervezésben és az ipari gyakorlatban való alkalmazásához szükséges ismeretek megszerzésére és a fenti anyagok modern numerikus szimulációs eljárásainak megismerésére és realizálására.

A mágneses anyagok elektromágneses térben való viselkedésének fenomenológiai leírása. Dia és paramágneses anyagok viselkedése, ferromágneses, antiferromágneses és ferrimágneses anyagok leírása, mágneses karakterisztikáiknak jellemzői. A mágneses hiszterézis és jellemző paraméterei.

A mágneses domen szerkezet és a mágnesezési folyamat. A mágneses domenek reverzíbilis és irreverzíbilis változásai,k a domen falak elmozdulásának és elfordulásának elméletei. Termodinamikai és mechanikai jelenségek a mágnesezési folyamatokban. Anizotropia, a mágnesezési folyamatok dinamikus viselkedése, regenerálódás és öregedési folyamatok.

Mágneses karakterisztikák szimulációja. A makroszkopikus viselkedés alapján történő leírás (a) Az analitikus függvényekkel adott stacionárius hiszterézis modellek összefoglalása. (b) A dinamikus viselkedés analitikus szimulációja a Duhem és a Hudgdon modellekben. A mágnesezés sebességétől függő és független modellek felépítése.

Az anyag mikrostruktúrájára épülő mágneses hiszterézis modellek: (a) A Langevin-Weiss, Jiles-Atherton modell. A paraméterek meghatározása, a modell elemzése. (b) A Stoner-Wohlfarth modell, az elemi domenek karakterisztikájának modellje és az anyag makroszkopikus leírásának kapcsolata. (c) A mágneses anyag statisztikus jellemzőkkel való leírása, a Preisach modell. A klasszikus és a módosított Preisach modell. A dinamikus és vektoriális hiszterézis karakterisztika realizálása. (d) A Chua típusú hiszterézis modellek.

A hiszterézis modellek a numerikus térszámításban. Közelítés a mágneses fluxus, ill. a mágneses térerősség oldaláról. A nemlineáris karakterisztika figyelembe vétele az elektromágneses tér egyenleteiben, diszkretizálási és iterációs problémák, a geometriai anizotrópia figyelembe vétele, az anizotrópia hatása a mért hiszterézis karakterisztikákra. Példák a hiszterézis modellek alkalmazására.

4 óra/hét előadás, alkalmanként számítógépes bemutató

az előadásokon (legalább 70 %-ban) ill. labor-foglalkozásokon való részvétel,

egy angol nyelvű cikk feldolgozása és konferenciaszerű előadása.

Ha az előadás a szorgalmi időszakban nem volt elfogadható, a pótaláírásért a vizsgaidőszak első három hetében egy alkalommal az előadást meg lehet ismételni. Nem pótolható az aláírás, ha az előadást a szorgalmi időszakban nem tartották meg.

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

l. Iványi, A.: Hysterézis Models in Computational Electromagnetics, Alakdémiai Kiadó,

1997.

2. Cullity,B.C.: Introduction to magnetic Materials, Addison-Wesley, 1972.

3. Chikazumi,S., Charap,S.H.: Physics of Magnetism, J. Wiley, 1964.

4. Jiles, D.: Magnetism and Magnetic Materials, Chapman and Hall, 1991.

5. Cikkek gyűjteménye az IEEE Magnetics c. folyóiratból, 1981-1995.

6. Cikkek gyűjteménye a Journal of Physics folyóiratból, 1983-1995.