محاسبه توزیع جریان ، توزیع نیرو و سرعت برحسب زمان در تفنگ ریلی همگن با روش المانهای محدود سه بعدی

 کشت‌کار ، سلیمانی ، شولائی

چکیده

تفنگ ریلی یکی از انواع مهم شتاب دهنده‌ها ست که در آن آرمیچر ، با استفاده از نیروی لورنتز تا سرعتهای خیلی زیاد شتاب داده شده و پرتاب می‌شود. در این مقاله برای دادن درک دقیقتر از عملکرد تفن ، بعنوان نوعی موتور خطی جریان مستقیم (DCLM) ، توزیع میدان ، جریان و نیرو در لحظات مختلف از حرکات آرمیچر بدست آمده و با استفاده از روابط مکانیکی شتاب ، سرعت و مکان آرمیچر در این لحظات محاسبه گردیده است. روش بکار گرفته برای حل کمیتهای الکترومغناطیسی ، روش عددی المانهای محدود سه بعدی می‌باشد. در حل سه بعدی ، معادلات دستگاه دیفرانسیل بیان کننده مؤلفه‌های میدان مغناطیسی ، تزویج شده بدست می‌آیند. این پدیده باعث می‌شود که مسئله ، در مقایسه با حالت دو بعدی خیلی مشکلتر گردد. از طرف دیگر پیچیدگی روابط المانهای سه بعدی و زیاد شدن تعداد  المانها ، در حل سه بعدی بصورت چند برابر جلوه‌گر می‌شود. از مشخصات مهم این حل ، استفاده از المان‌های ریزتر در نواحی حساس است که بر دقت جواب می‌افزاید.