Читальный зал -->  Цилиндрические электромагнитные экраны 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

Глава первая МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ

11. ОРГАНИЗАЦИЯ

И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

l.t.l. Исследовательский цикл.

Полный цикл научно-исследовательской работы складывается из четырех основных этапов (рис. 11.1) -от заказа (практики) через анализ и синтез к применению (практике). Назовем эти этапы.

1. Формулировка задания и определение условий реализации.

2. Анализ методами классической электродинамики, включающий:

подразделение исходного задания на элементы, позволяющие проводить теоретический анализ с использованием известных методов и упрощенных расчетных моделей;

нахождение обобщенной функции, описывающей поле внутри и вне исследуемой зоны;

нахождение начальных и граничных условий;

выбор постоянных, ври которых найдевная функция удовлетворяет началь-йым и граничным условиям, т. е. нахождение конечного математического отисания явления.

Техническая электродинамика требует выполнения следующих условий:

экспериментальной проверки

теоретических положений, упрощений, лолуэмпирических коэффициентов и верификация конечных результатов;

представления решения в упрощенной форме, приспособленной к применению в практике (формулы, графики).

3. Синтез, в который включаются: проектирование* и создание прототипа устройства или описание практического метода и оптимизация результатов.

4. Реализация, основанная на внедрении и оценке эффективности и целесообразности повторения исследовательского цикла в целях достижения большей Т0Ч1Н0СТИ.

Каждый из описанных этапов характеризуется определенной спецификой, однако при технических исследованиях общим критерием является эффективность исследований.

1.1.2. Эффективность исследований. Исследовательские работы, как и каждая сторона технической деятельности, должны быть подчинены принципу экономии усилий и расходов. Работа должна, таким об-

* Более полное описание творческих процессов на этапе проектирования см. J. Dietrych. Система и конструкция. Варшава. WNT, 1978.

Практика

Формулировка задания (необхоаимость)

	Анализ
	(теория)

Синтез (прооктиро-вачис)

Внедрение (реализация)

Практика ->

Усовершенствование (последующие приближения)

Рис. 1.1. Основной цикл научно-исслёдовательной работы

Нояьшая	§
средняя	t

D 0,5 1,0

Допистимая ошибка исспеаоданий б, отн. е5.

Рис. 1.2. К вопросу об эффективности научных исследований

разом, состоять из возможно более дешевых и коротких циклов. Особенно следует избегать чрезмерного расширения этапа анализа, в противном случае легко впасть в детальные малопродуктивные, но трудоемкие исследования*.

Переход к следующему, высшему циклу должен происходить, в принципе, после апробации упрощенного цикла. Рентабельность последующего усовершенствования обусловлена анализом стоимости первоначального, приближенного цикла исследований и стоимости риска (CP), который возникает при внедрении приближенных решений.

Следует считаться с тем, что стоимость усовершенствования может возрастать очень быстро (рис. 11.2), причем стоимость перехода к 100%чной теоретической точности возрастает в общем быстрее стоимости экспериментальных и модельных исследований. При допустимой ошибке б стоимость /Ст теоретических исследований можно

* См. Ковальский В. Ц. Исследование эффективности научных исследований,-Жизнь высшей школы, 1978, № 9, с. 63-58. Налимов В. В., Мульченко 3. М. Наукометрия. Варшава, WNT, 1971.

аппроксимировать функцией вида К=А/Ь-В{). (1.1)

При оценочных пересчетах с грубой допустимой ошибкой стоимость /Ст незначительна. Получение .чисто теоретическим путем малой погрешности расчетов в сложных системах практически невозможно из-за введения упрощающих предположений.

Стоимость экспериментальных исследований, даже при простом моделировании, требует определенных начальных расходов на аппаратуру. Кривую стоимости экспериментальных исследований можно-аппроксимировать функцией

Ко=С1Ь+0. (1.2)

Постоянные А, В, С, D в (il.l) и (il.2) могут быть оценены при планировании конкретных исследований.

С точки зрения производства может быть целесообразно проведение исследований выше границы-рентабельности G. Эта граница определяется CP (рис. 1.2), т. е. стоимостью перестройки объекта при Неудачной попытке внедрения. Расходы а исследования должны быть тем больше, чем больше СР. Начиная от некоторого уровня точности (около 20-25%) следует учитывать возможность перехода к экспериментальным исследованиям на более тонких физических моделях.

Переход границы рентабельности G полностью, обусловлен при начальных исследованиях, а также при работах, связанных с повышением квалификации научных работников.

1.3. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

В макросистемах все явления имеют полевой характер, поэтому основой конструктивных расчетов является макроэлектродинамика, базирующаяся на уравнениях Максвелла. В зависимости от принятой системы координат можно пользоваться уравнениями Максвелла

для систем, как неподвижных в пространстве, так и находящихся в движении с линейной скоростью v. Тождественность этих способов рассмотрена в п. 1.2.2.

1.2.1. Уравнения электродинамики для систем, неподвижных в пространстве. Применяемые уравнения электродинамики имеют вид

го1Я = У или V ХЯ = /; (1.3)

TotE =-дВ/д( Ш1И yX-dBldt;

(1.4)

divB = 0 или ув = 0: (1.5)

divZ) или у./) = р; (1.6)

B=v.H, D=bE; (1.7)

J = E-\-dDldt. (1.8)

Плотность энергий, Дж/м,

W= г Е-дО+\Н-дВ;

Da Во

магнитная энергия, Дж,

Обобщенный вектор плотности мощности. Одной из целей исследования поля является изучение преобразования энергии электромагнитного поля в другие виды энергии - механическую, тепловую,. световую и т. д., которые могут быть полезными (электрические машины, электротермия) или вредными (потери мощности, превышение температуры изоляции), В машинах и электри1чест<их устройствах существует необходимость одновременного исследования различных видов анергии, поэтому в [il.22 и 1.23] с учетом законов сохранения энергии, а также теорем Пойнтинга и Умова сформулирована теорема об обобщенном векторе Т плотности мощности физических полей. Полная мощность Pz, поступающая в замкнутое пространство V с поверхностью а (или выходящая из этого пространства), равняется интегралу от нормальной составляющей обобщенного вектора плотно-

сти мощности Т по всей замкнутой поверхности

Рг= ф г-da, (1.9)

а (V)

где обобщенный вектор, В-А/м или Вт/м.

+ £, + / + 5 + .... (1.9а)

причем 5 = ЕХН - вектор Пойнтинга, который для синусоидально изменяющихся полей имеет комплексные составляющие

5,= 1/2 (£ , -£ Я,/)П

5,1/2(Е ,Я /-£,Л./); (1.96) 5,=1/2(Я Я,/- Е И*).)

где U-vdWex/dV - вектор Умова плотности потока механической мощности IB упругой среде; др, Qn. Я ав - векторы плотности потока тепловой мощности, отдаваемой посредством теплопроводности (закон Фурье); р--.?i,grad& отдаваемой посредством конвекции (закон Ньютона); /va(OBT-Овш)- вектор плотности потока тепловой мощности, отдаваемой посредством излучения (закон Стефана - Больц-маяа);

5в=Л{ -&вш);

М -вектор плотности потока световой мощности, излучаемой с поверхности; Ее - вектор плотности потока световой мощности, падающей на поверхность (интенсивность поглощения); / - вектор плотности акустической мощности (интенсивность звука); 5 сь - вектор плотности потока электрохимической мощности.

Мощность Pz кроме полезной и мощности потерь включает мощность dWah/dt, равную приросту энергии тепловой аккумуляции, механической, кинетической и потенциальной энергии, электрического и магнитного полей, электрохимических процессов (аккумулятор) и

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.