Optimalizace elektrického indukčního ohřevu

Abstract

Předkládaná práce se věnuje problematice elektrického indukčního ohřevu a jeho optimalizaci. Jsou zde vytvořeny dva modely ohřevu pomocí softwaru Wolfram Mathematica a Agros2D. Tyto modely jsou optimalizovány dvěma odlišnými způsoby. Teoretická část práce se zabývá popisem druhů elektrických ohřevů s důrazem na teorii indukčního ohřevu a způsoby jeho modelování. Podrobněji je v práci také popsána teorie sdílení tepla a výpočet součinitele přestupu tepla pomocí teorie podobnosti. Jedna teoretická kapitola se věnuje problematice řešení sdružených úloh a popisu využívaných výpočetních programů. Poslední teoretická kapitola se věnuje optimalizaci a popisu optimalizačních metod. V praktické části práce je stanoveno zadání řešeného problému a provedeno několik zjednodušení. Následně jsou popsány modely a optimalizační algoritmy. Je zde také provedena citlivostní analýza vlivu nejistot materiálových parametrů na výsledek modelování. Zbytek této části se zabývá prezentací, srovnáním a verifikací dosažených výsledků.

This thesis deals with optimization of electric induction heating. There are two heating models programmed in the softwares Wolfram Mathematica and Agros2D. These models are optimized with two different methods. The theoretical part of the thesis deals with a description of different types of electric heating. This description is focused on induction heating theory and its modeling. The thesis goes deeper into the theory of heat transfer and the calculation of heat transfer coefficient. The whole chapter is focused on the description of coupled problems and ways of solving them. There is also a description of used computer software. The last theoretical part describes optimization methods. The practical part of this thesis starts with the description of optimized problem. The necessary simplifications are also described. The following part is the description of the models and the optimization algorithms. The rest of the thesis presents, compares and verificates the results. There is also a part about sensitivity analysis of the results with different material properties.