Розрахунок поєднаних колової та механічної моделі методом скінченних елементів з розпаралеленням розрахунків із застосуванням доповнення шура

1
Університет у Дьорі
2
Університет у Дьорі

Розрахунок та проектування електромеханічних при­строїв включають розв’язування великих ліній­них розріджених систем рівнянь, що вимагають за­сто­сування високоефективних алгоритмів. У цій роботі застосовано техніку доповнення Шура із по­пе­редньо зумовленим методом спряжених градієнтів до аналізу режиму електричної машини – розрахунку електромагнітного поля, зовнішнього кола та меха­ніки ротора. Задачу сформульовано у двовимірній по­становці методом скінченних елементів з прове­денням розпаралелення розрахунків. Запропоновану методику розпаралелення з двома операторами попе­реднього обумовлення проаналізовано стосовно її об­чис­лювальної ефективності та кількості ітерацій. Продемонстровано результати моделювання електричної машини.

  1. M. Kuczmann and A. Iványi, The Finite Element Method in Magnetics. Budapest, Hungary: Akadémiai Kiadó, 2008.
  2. J.P.A. Bastos and N. Sadowski, Electromagnetic Modeling by Finite Element Methods. New York, USA: Marcel Dekker Inc, 2003.
  3. G.P. Nikishkov, "Basics of the Domain Decomposition Method for Finite Element Analysis" In F. Magoulés, eds. Mesh Partitioning Techniques and Domain Decomposition Methods, pp. 119-142. Stirlingshire, UK: Saxe-Coburg Publications, 2007.
  4. D. Marcsa and M. Kuczmann, “Parallel solution of electrostatic and static magnetic field problems by domain decomposition method”, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 89, no. 2b, pp. 49 – 52, 2013.
  5. A.M. De Oliveira, R. Antunes, P. Kuo-Peng, N. Sadowksi, and P. Dular, “Electrical machine analysis considering field - circuit - movement and skewing effects”, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol. 23, no. 4, pp. 1080 – 1091, 2004.
  6. X. Shi, Y. Le Menach, J.P. Ducreux, and F. Piriou, “Comparison of slip surface and moving band techniques from modelling movement in 3D with FEM”, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol. 25, no. 1, pp. 17 – 30, 2006.
  7. J. Gyselinck, L. Vandevelde, P. Dular, C. Geuzaine, and W. Legros, “A general method for the frequency domain FE modelling of rotating electromagnetic devices”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 39, no. 3, pp. 1147 – 1150, 2003.
  8. J.M. Cros, “A preconditioner for the Schur comple­ment domain decomposition method”, in Proc. XIV-th International Conf. on Domain Decompo­sition Methods, pp. 373–380, Cocoyoc, Mexico, 2002.
  9. “ONELAB - Open Numerical Engineering LABora­tory”, http://onelab.info/wiki/Electric_Machines
  10. J. Jajczyk, “Optimization with the Use of Genetic Algorithm Method and Parallel Computing”, Computational Problems of Electrical Engineering, vol. 3, no. 2, pp. 24 – 27, 2013.