PROIECTAREA OPTIMAL¤â€ - users. claudiar/Proiectarea optimala a dispozitivelor...¢  3/22 Proiectarea

  • View
    25

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of PROIECTAREA OPTIMAL¤â€ - users. claudiar/Proiectarea optimala a...

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice

    PROIECTAREA OPTIMAL

    A DISPOZITIVELOR

    ELECTROMAGNETICE

    Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Disciplin obligatorie

    An IV ET

    PODE

    e-mail: Claudia.Pacurar@ethm.utcluj.ro

    CURS 1

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice2/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    4 ore

    mari

    12-16

    sala 16A

    Curs

    3 ore

    vineri

    10-13

    sala 16A

    Laborator

    Structura disciplinei

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice3/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Conceptul de optimizare este direct legat de una din trsturile fundamentale ale

    fiinei umane: a ASPIRAIA SPRE PERFECIUNE

    Mai eficient

    Mai performantMai ieftin

    Mai rapidOPTIMIZARE

    Mai mic

    Mai mare

    etc

    Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice = dispozitive

    electromagnetice de nalt i foarte nalt performan

    Mai bun

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice4/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Empiric conform principiului bunului sim tehnic

    tiinific utiliznd tehnici matematice fundamentate

    Ci de realizare a optimizrii

    Observaie: Experiena dobndit prin bun sim tehnic joac un rol foarte

    important n bunul mers al procesului de optimizare realizat prin

    metode tiinifice!

    Esena optimizrii = mbuntirea performanelor echipamentului

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice5/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Obiectivele cursului

    Cunoaterea principiilor fundamentale de proiectare

    optimal a dispozitivelor electromagnetice;

    Familiarizarea cu diferite tipuri de concepte, teorii i

    metode de optimizare;

    Utilizarea programelor software dedicate proiectrii

    optimale a dispozitivelor electromagnetice.

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice6/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Coninutul cursului

    Probleme inverse electromagnetice

    Tehnici numerice de optimizare

    Noiuni de parametrizare geometric

    Metode de analiza a sensibilitii

    Metode deterministe de cutare a optimului. Criterii de convergen

    Algoritmi genetici. Noiuni fundamentale

    Optimizare multi-obiectiv

    Pachete software de optimizare

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice7/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    PLANIFICAREA

    CURSURILOR

    Curs 1 Curs introductiv

    Curs 2 Probleme inverse electromagnetice

    Curs 3 Tehnici numerice de optimizare I

    Curs 4 Tehnici numerice de optimizare II

    Curs 5 Noiuni de parametrizare geometric I

    Curs 6 Noiuni de parametrizare geometric II

    Curs 7 Metode de analiz a sensibilitii I

    Curs 8 Metode de analiz a sensibilitii II

    Curs 9 Metode de analiz a sensibilitii III

    Curs 10 Pachetul de programe OPERA-2D

    Curs 11 Pachetul software OptimCond

    Curs 12 Programul software CIBSOC

    Curs 13 Programul software ABSIF

    Curs 14 Curs final recapitulativ

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice8/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Bibliografie curs

    1. Vasile opa Rezolvarea problemelor inverse electromagnetice prin tehnici de

    optimizare, Editura Casa Crii de tiin, Cluj Napoca, 1998.

    2. Clin Munteanu, Metode numerice de analiza a campului electromagnetic. Metoda

    elementului de frontiera, Editura Casa Crii de Siin, Cluj Napoca, 1997.

    3. Vasile opa, Clin Munteanu, Johan Deconinck, Gilbert De Mey, Emil Simion, Optimal

    Design of the Electromagnetic Devices using Numerical Techniques, VUBPRESS

    Brussels, Belgia, ISBN 90-5487-288-8, 2000 .

    4. G. Vanderplaats Numerical Optimization Techniques for Engineering Design,

    Vanderplaats Research & Development Inc., USA, 2001.

    5. G. Vanderplaats Multidiscipline Design Optimization, Vanderplaats Research &

    Development Inc., USA, 2007.

    6. P. Neittaanmaki, M. Rudnicki, A. Savini, Inverse Problems and Optimal Design in

    Electricity and Magnetism, Claredon Press, Oxford, 1996.

    7. D.E. Goldberg Genetic Algorithms in Search Optimisation and Machine Learning,

    Addison-Wesley, Publishing Company, USA, 1989.

    8. K. Deb Multi-Objective Optimization using Evolutionary Algorithms, John Wiley &

    Sons, 2001.

    www.users.utcluj.ro/~claudiar/

    http://users.utcluj.ro/~claudiar/
  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice9/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 1 Curs introductiv

    Prezentarea disciplinei

    Coninutul cursului

    Planificarea cursurilor

    Prezentarea surselor bibliografice

    Descrierea cursurilor

    Curs 2 Probleme inverse electromagnetice

    Introducere

    Formularea general a unei probleme inverse electromagnetice (PIE)

    Metodologia de rezolvare a PIE

    Metode specifice de sintez

    Metode specifice de optimizare

    Prezentarea activitilor aferente orelor de laborator

    Modaliti i strategii de evaluare

    Detalii examen

    Criterii de notare

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice10/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 3 Tehnici numerice de optimizare I

    Introducere

    Tehnologii i concepte fundamentale

    Rezolvarea problemelor de optimizare neliniare fr restricii

    Metode stohastice de cutare a optimului

    Metoda algoritmului genetic

    Metode deterministe de cutare a optimului

    Metoda simpl de gradient

    Curs 4 Tehnici numerice de optimizare II

    Metoda gradienilor conjugai

    Metoda matricelor variabile (metoda cvasi-Newton)

    Determinarea valorii optime a pasului de deplasare pe o direcie

    Rezolvarea problemelor de optimizare neliniare cu restricii Metode indirecte de rezolvare

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice11/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 5 Noiuni de parametrizare geometric I

    Curs 6 Noiuni de parametrizare geometric II

    Introducere

    Descrierea parametric a unui dispozitiv electromagnetic

    Formularea parametric a problemelor de optimizare a formei

    Metode de interpolare

    Generator de reea de discretizare utilizat n rezolvarea problemelor

    de optimizare a formei prin metode de tip HODOM

    Posibiliti de parametrizare geometric n OPERA-2D

    Concluzii

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice12/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 7 Metode de analiz a sensibiliti I

    Curs 8 Metode de analiz a sensibiliti II

    Introducere

    Definiia sensibilitii

    Metode de calcul a sensibilitii

    Metoda diferenelor finite

    Metoda analitic i semi-analitic

    Metoda aproximrii continue

    Evaluarea derivatelor matricelor elementare

    Derivata n raport cu un parametru geometric

    Derivata n raport cu un parametru electro-fizic

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice13/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 10 Pachetul de programe OPERA-2D

    Introducere

    Descrierea pachetului de programe OPERA-2D pentru analiza numeric

    a cmpului electromagnetic

    Descrierea interfeei dintre porgramul OPERA-2D i modulul de

    optimizare prin metoda algoritmului genetic

    Exemple de aplicare a metodei

    Curs 9 Metode de analiz a sensibiliti III

    Rezolvarea problemelor de optimizare a formei utiliznd metode de

    cutare de tip determinist

    Formularea problemelor de optimizare a formei unei interfee de separaie

    Exemple de aplicare a metodei

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice14/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 11 Pachetul software OptimCond

    Curs 12 Pachetul software CIBSOC

    Descrierea pachetului software OptimCond

    Determinarea amplasrii optime a conductoarelor bobinajelor spiralate

    Exemple de optimizare

    Prezentarea modulelor pachetului software CIBSOC pentru calculul

    inductivitii bobinelor spiral i optimizarea configuraiei acestora

    Determinarea configuraiei optime a bobinelor spiral

    Exemple. Aplicaii

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice15/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Curs 13 Pachetul software ABSIF

    Curs 14 Curs recapitulativ

    Descirerea pachetului software ABSIF pentru analiza n nalt frecven

    a bobinelor spiral

    Determinarea configuraiei optime a bobinelor spiral n nalt

    frecven

    Exemple. Aplicaii

    Sinteza informaiilor

    Concluzii

    Discuii libere

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice16/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Laborator

    Partea I Aplicaii n ANSYS Maxwell 14

    Laborator 1 i 2

    Aplicaii n electrostatic

    Laborator 3

    Aplicaii n cmp magnetic static i staionar

    Laborator 4

    Aplicaii n cmp magnetic variabil n timp

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice17/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    alegerea unui model

    implementarea modelului pentru soluionare

    optimizarea modelului

    descrierea proiectului: document word;

    prezentarea proiectului n format .ppt (Microsoft Power Point).

    Partea a II-a - Proiect

    Laborator 5 i 6

    Implementarea propriului proiect n programul Maxwell 3D:

    Laborator 7

  • Proiectarea optimal a dispozitivelor electromagnetice18/22 Conf.dr.ing.ec. Claudia PCURAR

    Bibliografie laborator i proiect

    1. Rcan Adina, Munteanu Clin, opa Vasile, Pcurar Claudia,

    Constantinescu Claudia, Modelarea numeric a