Молодежная научная лаборатория математического моделирования ЮРГПУ(НПИ)

 

Лаборатория математического моделирования создана на базе кафедры «Прикладная математика» и позволяет достигнуть высокой степени активности магистрантов и студентов бакалавриата кафедры в научно-исследовательских проектах. Лаборатория при этом реализует обеспечивающую функцию, т.е. члены лаборатории за счет высокой квалификации в области математики эффективно внедряться в проекты и гранты других лабораторий.

Руководителем лаборатории является Денисов Петр Александрович ассистент кафедры «Прикладная математика» ЮРГПУ(НПИ), инженер-математик, специальность «Прикладная математика» (2011 г.), кандидат технических наук, специальность: 05.09.05 –  «Теоретическая электротехника», тема диссертации: «Решение прямых и обратных задач анализа магнитного поля электротехнических устройств с постоянными магнитами при их локальном размагничивании» (2016 г.). Руководитель и ответственный исполнитель международных проектов в рамках стипендиальной программы DAAD «Леонард Эйлер» в 2011, 2013 и 2016 годах.

Коллектив лаборатории обладает значительным заделом по научным исследованиям в области математического моделирования магнитного поля:

Организация работы лаборатории математического моделирования предполагает участие членов ее коллектива в проектах других молодежных лабораторий ЮРГПУ(НПИ), как специалистов-математиков, которые способны разрабатывать математические модели процессов и систем в различных областях деятельности, создавать алгоритмы и программы для ЭВМ.

Основными научными направлениями деятельности лаборатории являются:

1. Совершенствование методов математического моделирования магнитного поля в электротехнических устройствах с учетом размагничивания постоянных магнитов.

1.1. Разработка и исследование алгоритмов построения адаптивных сеток для метода интегральных уравнений применительно к моделированию магнитного поля с учетом размагничивания постоянных магнитов.

1.2. Усовершенствование метода моделирования магнитного поля с учетом размагничивания постоянных магнитов путем объединения с методами учета распространения тепла.

2. Повышение эффективности метода решения обратных задач идентификации намагниченности при оценке состояния постоянных магнитов в электротехнических устройствах на основе учета дополнительной регуляризующей информации.

2.1. Исследование влияния размещения точек измерения магнитной индукции (точек размещения датчика Холла) на результат решения обратной задачи – приближенное распределение намагниченности постоянных магнитов.

2.2. Разработка алгоритмов автоматического определения параметров решения обратной задачи идентификации намагниченности на основе массива измеренных значений магнитной индукции и данных о точности измерительных устройств и устройств позиционирования.

2.3. Развитие непрямого численно-экспериментального метода оценки намагниченности постоянных магнитов на основе дополнительного учета регуляризующей информации в случае значительной анизотропии магнитных свойств.

3. Разработка математических моделей и алгоритмов для проведения адаптивного размагничивания (во взаимодействии с Kendrion Mechatronics Center GmbH, Ильменау, Германия).

3.1. Разработка алгоритма определения окончания переходного процесса в размагничивающей обмотке для каждого импульса.

3.2. Получение на основе дифференциального уравнения модели гистерезиса Джилса-Аттертона аналитических выражений, описывающих петли гистерезиса и отличающихся отсутствием накопления погрешности по сравнению с численным решением.

3.3. Определение с помощью полученных аналитических выражений величины напряженности магнитного поля, которую необходимо приложить для размагничивания ферромагнитного образца.

4. Разработка технологий создания высокооднородного постоянного магнитного поля спектрометров, основанных на явлении ядерного магнитного резонанса.

4.1. Разработка и исследование моделей магнитного поля ЯМР спектрографа с применением численных методов.

4.2. Разработка методик ослабления влияния краевого эффекта на однородность поля.

4.3. Поиск способов преодоления отклонений характеристик постоянных магнитов от ожидаемых.