Wykaz ważniejszych oznaczeń.9

1. Wstęp..II

2. Metody i narzędzia stosowane w projektowaniu nagrzewnic indukcyjnych.15

2.1. Zarys problematyki projektowania nagrzewnic indukcyjnych.15

2.2. Opis matematyczny nagrzewania indukcyjnego..20

2.2.1. Podstawy teoretyczne analizy pola elektromagnetycznego.20

2.2.2. Podstawy teoretyczne analizy pola temperatury28

2.2.3. Podstawy teoretyczne analizy pola naprężeń cieplnych.31

2.2.4. Podstawy teoretyczne analizy pola przepływu i jej implementacja numeryczna33

2.2.5. Sprzężenie pomiędzy polami fizycznymi..35

2.3. Programy obliczeniowe do analiz)' pól fizycznych.39

2.3.1. Ogólna charakterystyka programów służących do analizy pól fizycznych..39

2.3.2. Porównanie wybranych programów obliczeniowych Ansys/Fluent. Flux. Quick Field, Hermes42

2.4. Metody optymalizacyjne..48

2.4.1. Wprowadzenie do optymalizacji w procesach nagrzewania indukcyjnego48

2.4.2. Optymalizacja wielokryterialna.49

2.4.3. Optymalizacja jednokryterialna.51

3. Założenia pracy.53

3.1. Wprowadzenie53

3.2. Cel i teza pracy..56

3.3. Zakres pracy58

4. Wstępna analiza obiektu optymalizacji.59

4.1. Wybrane typy nagrzewnic wielowarstwowych i zakres badań.59

4.2. Analiza wielowariantowa dla modeli dwuwymiarowych61

4.2.1. Zakres badań dla analizy wielowariantowej modeli dwuwymiarowych.61

4.2.2. Nagrzewnica dwustronna do wsadów płaskich..61

4.2.3. Nagrzewnica jednostronna do wsadów płaskich70

4.2.4. Nagrzewnica cylindryczna73

4.3. Wnioski wynikające z analizy wielowariantowej78

5. Zastosowanie optymalizacji do doboru konstrukcji wzbudnika wielowarstwowego..80

5.1. Dobór modelu obliczeniowego na potrzeby optymalizacji.80

5.1.1. Kryteria wyboru modelu obliczeniowego.80

5.1.2. Dobór modelu obliczeniowego do analizy pola elektromagnetycznego.81

5.1.3. Dobór modelu obliczeniowego do analizy pola temperatury..92

5.1.3.1. Wpływ sposobu uwzględnienia radiacyjnej wymiany ciepła na wyniki obliczeń.92

5.1.3.2. Wpływ sposobu uwzględnienia konwekcyjnej wymiany ciepła na wyniki obliczeń..102

5.1.4. Dobór modelu obliczeniowego do analizy pola naprężeń cieplnych..118

5.1.5. Wytyczne doboru modelu obliczeniowego na potrzeby optymalizacji.123

5.2. Wybór technik optymalizacyjnych125

5.3. Praktyczne przykłady zastosowania optymalizacji do doboru konstrukcji wzbudników wielowarstwowych..137

5.3.1. Optymalizacja dla modeli dwuwymiarowych..137

5.3.2. Optymalizacja dla modeli trójwymiarowych141

5.3.3. Przykład optymalizacji dwukryterialnej dla modelu trójwymiarowego.145

5.4. Weryfikacja pomiarowa wyników obliczeń optymalizacyjnych..148

6. Podsumowanie i wnioski153

Bibliografia 157

Streszczenie..166

Abstract 167