Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektromekanik analizi
Electromagnetic, thermal and electro-mechanical analysis of superconducting coils and coil stacks using the finite element method
- Tez No: 568327
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞÜKRÜ YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Yenilenebilir enerji kaynakları, özellikle rüzgâr enerjisi sürdürülebilirlik ve güvenilirlik açısından daha verimli ve kompakt alternatif teknolojilere ihtiyaç duymaktadır. Yüksek sıcaklık süperiletkenler, bakıra göre çok küçük hacimlerde oldukça yüksek akımları kayıpsız veya çok düşük kayıpla elektriği iletebilmelerinden dolayı, elektrik üretim ve dağıtım teknolojisi için iyi bir alternatif olarak görülmektedir. Ancak, süperiletkenlik teknolojisi, hem bakıra göre daha pahalı hem de soğutma için ilave aygıtların kurulması gerektiği için güç teknolojisinde yaygın olarak kullanılması sınırlı kalmaktadır. Maliyetleri düşürmenin bir alternatifi, güç teknolojisinde kullanılan aygıtların prototip aşamasında hassas mühendislik hesapları ile optimize edilerek tasarlanmasıdır. Bu amaç doğrultusunda süperiletken aygıtların dizaynında kullanılabilecek sonlu elemanlar yöntemine dayalı simülasyon yöntemleri geliştirilmiştir. En yaygın olarak kullanılanı H- formülasyonuna dayalı yöntemdir. Ancak bu yöntem çok yavaş çalışmakta ve yalnızca süperiletken malzemeler için iyi sonuçlar vermektedir. H-formülasyonuna alternatif bir yöntem geliştirilmesi bu alanda çalışan araştırmacıların ortak hedefidir. Bu tezin hedefi süperiletken jeneratörlerin ana bileşeni olan süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektro-mekanik özelliklerinin analizleri için mevcut kullanılan yöntemlere alternatif yeni bir yöntem geliştirmektir. Bu doğrultuda, sunulan tezle süperiletken bobin ve bobin yığınlarının elektromanyetik, termal ve elektromekanik analizlerini yapabilen AV-formülasyonuna dayalı yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemin deneysel verileri türetebilecek hassasiyette olduğu gösterilmiştir. Geliştirilen yöntem, H- formülasyonuna göre oldukça hızlı dolayısıyla hem süperiletken bobin dizaynında hem de optimizasyonunda kullanabilecek düzeydedir.
Özet (Çeviri)
Renewable energy sources, particularly wind energy, requires more efficient and compact alternative technologies in terms of sustainability and reliability. High-temperature superconductors are emerging as a good alternative for power generation and distribution technology because of their high current-carrying capability as compared with copper at very small volumes with no or negligible losses. However, employment of superconductivity-based technology in power technologies is restricted, as compared with copper it is both more expensive and requires installation of additional devices for cooling. A way to reduce costs relies on design and optimization of devices in power technology with precise engineering calculations during prototyping. For this purpose, simulation methods based on the finite element method utilized in the design of superconducting devices have been developed, among whom the H-formulation based approach is the most widely adopted. However, this method works very slowly and allows good results only for superconducting materials. The development of an alternative to H-formulation is the common purpose of researchers working in this area. The main goal of this thesis is to develop an alternative method to currently used techniques for electromagnetic, thermal and electro-mechanical analyses of superconducting coils and coil stacks, which are the main components of superconducting generators. For the goal a new simulation technique that can be used for the design and optimization of superconducting the coil and coil stacks based on AV-formulation has been developed. It has been demonstrated that the developed method is sufficiently sensitive to yield results matching experimental data. It is considerably faster than the H-formulation-based approach and therefore can be used in both superconductor coil design and optimization.
Benzer Tezler
- Süperiletken rüzgar türbini jeneratörlerinin elektromanyetik termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Electromagneti̇c thermal and mechani̇cal study of superconducti̇ng wi̇nd turbi̇ne generators
ABDURRAHMAN ERCİYAS
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEDAİ İNANIR
DOÇ. DR. ÖNDER YARGI
- Enerji depolamada kullanılan süperiletken manyetik yatakların sonlu elemanlar yöntemi ile elektromanyetik analizi
Used i̇n energy storage superconducting magnetic bearing analysis of finite elements method
NURETTİN ÖMÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA OKUTAN
- Koaksiyel manyetik dişlinin moment analizinin sonlu elemanlar yöntemi ile gerçekleştirilmesi
The torque analysis of coaxial magnetic gear with the finite element method
EMRE AKYERDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
- Lütesyum katkılı YBCO külçe süperiletkeni için manyetizasyonun H-formülasyonu kullanılarak iki boyutlu olarak modellenmesi
2d numerical modelling of magnetism for lu-doped YBCO bulk superconductor using H-formulation
ZEKERİYA KARAAHMET
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ÇELEBİ
- Optimization of superconducting and mechanical properties of coated superconductor films
Kaplanmış süperiletken filmlerin süper iletkenlik ve mekanik özelliklerinin optimizasyonu
OSMAN ÇULHA
Doktora
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TOPARLI