simulation von lichtbÖgen...und feldkräfte koppeln navier-stokes- und maxwell-gleichungen...
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SIMULATION VON LICHTBÖGEN
Dipl.-Phys. Mario Mürmann
Rapperswil, 24. April 2018
Institut für Energietechnik
Inhaltsverzeichnis
Was sind Lichtbögen…
… aus phänomenologischer Sicht?
… aus mikroskopischer Sicht?
… im Vergleich mit metallischen Leitern?
Physik von Lichtbögen
Welche physikalischen Phänomene sind beteiligt?
Benötigen wir Gleichungen? Wenn ja, welche?
Welches «Material» hat ein Lichtbogen?
Modellierung und Simulation von Lichtbögen
Wie kann man das Verhalten von Lichtbögen vorhersagen?
Anwendungsbeispiele
Simulationsresultate
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
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Was sind Lichtbögen?
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
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Was ist ein Lichtbogen?
Quelle: https://wikipedia.org
Blitze
«Elektrischer Strom durch Luft (Gas)»
Auftreten in Natur (Gewitter) und in Geräten
(Schalter, Steckdosen, Eisenbahn etc.)
Gase gelten eigentlich als Isolatoren
Entstehung eines Plasmas durch Freisetzen
von Elektronen
Isolierendes Gas wird zu elektrischem Leiter
Freie Ladungsträger ähnlich wie in einem
Metall, aber völlig anderes Verhalten
Was sind Lichtbögen?
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
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Was ist ein Lichtbogen?
Quelle: http://www.lichtbogen-feuerzeug.info/
Blitze
«Elektrischer Strom durch Luft (Gas)»
Auftreten in Natur (Gewitter) und in Geräten
(Schalter, Steckdosen, Eisenbahn etc.)
Gase gelten eigentlich als Isolatoren
Entstehung eines Plasmas durch Freisetzen
von Elektronen
Isolierendes Gas wird zu elektrischem Leiter
Freie Ladungsträger ähnlich wie in einem
Metall, aber völlig anderes Verhalten
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
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Was ist ein Lichtbogen?
Quelle: https://www.ahoefler.de/
Im Metall sind Elektronen frei beweglich
Im Metall sind Atomrümpfe starr
Im Gas trennen sich Atomrümpfe und
Elektronen bei hohen Temperaturen,
Drücken und elektr. Feldstärken
Ein (leitfähiges) Plasma entsteht
Gaseigenschaften bleiben erhalten
Physikalische Beschreibung erfordert
Kenntnis von Fluiddynamik, Elektrodynamik,
Chemie, Wärmetransport etc.
Was sind Lichtbögen?
Quelle: https://www.ilmu-rumus-fisika.blogspot.ch
Metall
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Was ist ein Lichtbogen?
Im Metall sind Elektronen frei beweglich
Im Metall sind Atomrümpfe starr
Im Gas trennen sich Atomrümpfe und
Elektronen bei hohen Temperaturen,
Drücken und elektr. Feldstärken
Ein (leitfähiges) Plasma entsteht
Gaseigenschaften bleiben erhalten
Physikalische Beschreibung erfordert
Kenntnis von Fluiddynamik, Elektrodynamik,
Chemie, Wärmetransport etc.
Was sind Lichtbögen?
Quelle: Kloc, P., Aubrecht, V., Bartlova, M., Coufal, O.:
”Radiation transfer in air and air-Cu plasmas for two-temperature profiles”,
Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48-61.
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Physik eines Lichtbogens
Fluiddynamik
- kompressible, turbulente Strömung
- Temperatur und Druck werden ermittelt
Physik von Lichtbögen
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑟𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
Navier-Stokes-Gleichungen
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Physik eines Lichtbogens
Fluiddynamik
- kompressible, turbulente Strömung
- Temperatur und Druck werden ermittelt
Elektrodynamik
- Strom und Spannung werden ermittelt
- Kraftwirkung auf Ladungen
Physik von Lichtbögen
Maxwell-Gleichungen
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
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Physik eines Lichtbogens
Fluiddynamik
- kompressible, turbulente Strömung
- Temperatur und Druck werden ermittelt
Elektrodynamik
- Strom und Spannung werden ermittelt
- Kraftwirkung auf Ladungen
Wärmetransport
- Konvektiver Wärmetransport
- Strahlungstransport (T~20000 K)
Physik von Lichtbögen
Strahlungstransportgleichung
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
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Physik eines Lichtbogens
Fluiddynamik
- kompressible, turbulente Strömung
- Temperatur und Druck werden ermittelt
Elektrodynamik
- Strom und Spannung werden ermittelt
- Kraftwirkung auf Ladungen
Wärmetransport
- Konvektiver Wärmetransport
- Strahlungstransport (T~20000 K)
Chemische Reaktionen
- Kontakt- und Gehäuseabbrand
Physik von Lichtbögen
Quelle: Kloc, P., Aubrecht, V., Bartlova, M., Coufal, O.:
”Radiation transfer in air and air-Cu plasmas for two-temperature profiles”,
Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48-61.
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Physik eines Lichtbogens
Fluiddynamik
- kompressible, turbulente Strömung
- Temperatur und Druck werden ermittelt
Elektrodynamik
- Strom und Spannung werden ermittelt
- Kraftwirkung auf Ladungen
Wärmetransport
- Konvektiver Wärmetransport
- Strahlungstransport (T~20000 K)
Chemische Reaktionen
- Kontakt- und Gehäuseabbrand
Elektrischer Schaltkreis
Physik von Lichtbögen
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
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Kopplung der verschiedenen Gleichungen
Physik von Lichtbögen
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
𝐼2 = 𝒋𝑒𝑙𝑑𝐴
𝑅2 = 𝑓 𝜎
𝒋𝑒𝑙 = 𝜎𝑬
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Kopplung der verschiedenen Gleichungen
Elektrische Leitfähigkeit, Ohmsche Wärme
und Feldkräfte koppeln Navier-Stokes- und
Maxwell-Gleichungen
Physik von Lichtbögen
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
𝐼2 = 𝒋𝑒𝑙𝑑𝐴
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
𝑅2 = 𝑓 𝜎
𝒋𝑒𝑙 = 𝜎𝑬
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Kopplung der verschiedenen Gleichungen
Elektrische Leitfähigkeit, Ohmsche Wärme
und Feldkräfte koppeln Navier-Stokes- und
Maxwell-Gleichungen
Strahlungseigenschaften koppeln Navier-
Stokes-Gleichungen an Strahlungstransport
Physik von Lichtbögen
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
𝐼2 = 𝒋𝑒𝑙𝑑𝐴
𝑅2 = 𝑓 𝜎
𝒋𝑒𝑙 = 𝜎𝑬
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
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Kopplung der verschiedenen Gleichungen
Elektrische Leitfähigkeit, Ohmsche Wärme
und Feldkräfte koppeln Navier-Stokes- und
Maxwell-Gleichungen
Strahlungseigenschaften koppeln Navier-
Stokes-Gleichungen an Strahlungstransport
Elektrische Stromdichte und
Lichtbogenwiderstand koppeln Maxwell-
gleichungen an Schaltkreis
Physik von Lichtbögen
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
𝐼2 = 𝒋𝑒𝑙𝑑𝐴
𝑅2 = 𝑓 𝜎
𝒋𝑒𝑙 = 𝜎𝑬
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Materialparameter
Zum Schliessen der Gleichungen werden
Materialparameter benötigt
σ,ρ,λ,κ,h,cp,L,R1,C,U0
Physik des Lichtbogens
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝜕𝜌
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗 = 0
𝜕 𝜌𝒗
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌𝒗⨂𝒗 = −𝛁𝑝 + 𝛁 ⋅ 𝜏 + 𝜎 𝑬 × 𝑩 + 𝜌𝑒𝑙𝑬
𝜕 𝜌ℎ
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜌ℎ𝒗 − 𝜆𝛁𝑇 =
𝜕𝑝
𝜕𝑡+ 𝛁 ⋅ 𝜏𝒗 + 𝜎𝑬2 − 𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑
𝜌 = 𝑓(𝑝, 𝑇)
𝛁 ⋅ 𝑫 = 𝜌𝑒𝑙
𝛁 ⋅ 𝑩 = 0
𝛁 × 𝑬 = −𝜕𝑩
𝜕𝑡
𝛁 × 𝑯 = 𝜎𝑬 +𝜕𝑫
𝜕𝑡
𝛁 ⋅ 𝒋𝑅𝑎𝑑 =
0
∞
4𝜋𝜀𝜈,𝐼 − 𝜅𝜈,𝐼 0
4𝜋
𝑰𝜈𝑑Ω 𝑑𝜈
𝐼2 = 𝒋𝑒𝑙𝑑𝐴
𝑅2 = 𝑓 𝜎
𝒋𝑒𝑙 = 𝜎𝑬
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Materialparameter
Spezifische Enthalpie h
Wärmeleitfähigkeit λ
Dichte ρ
Viskosität η
Elektr. Leitfähigkeit σ
Absorptionskoeffizienten κ
Physik von Lichtbögen
Quelle: Kloc, P., Aubrecht, V., Bartlova, M., Coufal, O.:
”Radiation transfer in air and air-Cu plasmas for two-temperature profiles”,
Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48-61.
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Materialparameter
Spezifische Enthalpie h
Wärmeleitfähigkeit λ
Dichte ρ
Viskosität η
Elektr. Leitfähigkeit σ
Absorptionskoeffizienten κ
Parameter müssen vorab als Funktion von
Temperatur und Druck tabelliert sein.
Physik von Lichtbögen
Quelle: Kloc, P., Aubrecht, V., Bartlova, M., Coufal, O.:
”Radiation transfer in air and air-Cu plasmas for two-temperature profiles”,
Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48-61.
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Materialparameter
Spezifische Enthalpie h
Wärmeleitfähigkeit λ
Dichte ρ
Viskosität η
Elektr. Leitfähigkeit σ
Absorptionskoeffizienten κ
Parameter müssen vorab als Funktion von
Temperatur und Druck tabelliert sein.
Physik von Lichtbögen
Quelle: Cressault, Y., Gleizes, A., Riquel, G.:”Properties of air-aluminum
thermal plasmas”, Journal of Physics D: Applied Physics, 2012, 45-57.
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Materialparameter
Spezifische Enthalpie h
Wärmeleitfähigkeit λ
Dichte ρ
Viskosität η
Elektr. Leitfähigkeit σ
Absorptionskoeffizienten κ
Parameter müssen vorab als Funktion von
Temperatur und Druck tabelliert sein.
Physik von Lichtbögen
Quelle: Kloc, P., Aubrecht, V., Bartlova, M., Coufal, O.:
”Radiation transfer in air and air-Cu plasmas for two-temperature profiles”,
Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48-61.
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Physikalische Modellierung
Fluiddynamik (inkl. Mesh Motion)
Elektrodynamik (inkl. Mesh Motion)
Strahlungsmodellierung
Schaltkreissimulation
Plasmachemie (durch Materialparameter
berücksichtigt)
Kontaktabbrand und Gehäuseerosion
Gute Interpolation der Materialdaten
notwendig
Mixture Model in CFD (bestenfalls) nicht
notwendig
Modellierung und Simulation von Lichtbögen
Lichtbogensimulation
Fluiddynamik
E-Dynamik
Chemie
Strahlung
AbbrandSchaltkreis
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Simulationsumgebung
Software am IET: Star-CCM+ von Siemens
PLM (ehemals CD-Adapco)
Entwicklungszusammenarbeit IET - Siemens
Alternative: Ansys Fluent + EMAG + MpCCI
Vereinfacht: Matlab / Python etc.
Projekte
Projektpartner weltweit sowie
Entwicklungsprojekte in CH
Modellierung und Simulation von Lichtbögen
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Vereinfachte «Simulation»:
Behandlung des Lichtbogens in 1D als AWP
Änderung des Lichtbogenwiderstands durch
Ansatz von Cassie/Mayr oder durch
Änderung der Temperatur (fixe Geometrie)
Modellierung und Simulation von Lichtbögen
𝜕𝑢
𝜕𝑡= 𝑓(𝑢, 𝑡)
𝑢 =
𝐼0 𝐼0𝐼1𝐼2𝑇𝑅
𝐿 𝐼0 + 𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 = 𝑈0
𝑅1 𝐼1 +1
𝐶𝐼1 − 𝑅2 𝐼2 − 𝑅2𝐼2 = 0
𝐼0−𝐼1 − 𝐼2 = 0
𝑅 =
𝑅
𝜏1 −
𝑅𝐼22
𝑃Cassie/Mayr
𝑓 𝑇 Temperatur
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Vereinfachte «Simulation»:
Behandlung des Lichtbogens in 1D als AWP
Änderung des Lichtbogenwiderstands durch
Ansatz von Cassie/Mayr oder durch
Änderung der Temperatur (fixe Geometrie)
Modellierung und Simulation von Lichtbögen
Anwendungsbeispiel 1: Bewegte Kontakte
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Mesh Motion aufgrund bewegter Kontakte
Netz (Mesh) ändert sich aufgrund potentiell
vorhandener Bewegungen
Zunächst Deformation des Netzes
Dann Austausch des Netzes durch
Remeshing oder Laden von vordefinierten
Netzen
Anwendungsbeispiel 2: Niederspannungsschalter
«Numerical analysis of arc plasma behaviour
during contact opening process in low-voltage
switching device»
Yi Wu, Mingzhe Rong, Zhiqiang Sun, Xiaohua
Wang, Fei Yang and Xingwen Li
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
26
Quelle: Wu, Y. et al.: ” Numerical analysis of arc plasma behaviour during contact
opening process in low-voltage switching device”, Journal of Physics D:
Applied Physics, 2007, 795-802.
Anwendungsbeispiel 2: Niederspannungsschalter
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27
Anwendungsbeispiel 3: «Arc Rails»
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
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Experimentelle und numerische Untersuchungen an der TU Braunschweig:
Thomas Rüther (2008): Experimente
Alexandra Mutzke (2009): Numerische Simulation, ANSYS + ANSYS CFX
Julia Rüther (2014): Numerische Simulation, ANSYS + ANSYS CFX
Christian Rümpler (2009) (TU Ilmenau, Fraunhofer Institute SCAI): Numerische
Simulation: ANSYS + ANSYS Fluent via MpCCI, mit Abbrand
Modell besteht aus zwei parallelen Leitern und einer «Splitter Plate»
Lichtbogen wird experimentell mit einem Draht gezündet, numerisch durch
einen leitfähigen Kanal
Der elektrische Strom dient als Randbedingung, die Spannung wird ermittelt.
Anwendungsbeispiel 3: «Arc Rails»
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Anwendungsbeispiel 4: Blitzschutzgerät
Blitzschutzgerät der Firma Streamer-Electric
Mario Mürmann, Simulation von Lichtbögen, Rapperswil, 24.04.2018
30
Ableiten der Blitzenergie gegen Erde
Anschliessendes wird ein schnelles Löschen
des Lichtbogens angestrebt
Anwendungsbeispiel 4: Blitzschutzgerät
Blitzschutzgerät der Firma Streamer-Electric
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Ableiten der Blitzenergie gegen Erde
Anschliessendes wird ein schnelles Löschen
des Lichtbogens angestrebt
Anwendungsbeispiel 4: Blitzschutzgerät
Blitzschutzgerät der Firma Streamer-Electric
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Ableiten der Blitzenergie gegen Erde
Anschliessendes wird ein schnelles Löschen
des Lichtbogens angestrebt
Anwendungsbeispiel 4: Blitzschutzgerät
Blitzschutzgerät der Firma Streamer-Electric
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Ableiten der Blitzenergie gegen Erde
Anschliessendes wird ein schnelles Löschen
des Lichtbogens angestrebt
Anwendungsbeispiel 4: Blitzschutzgerät
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Simulation von Lichtbögen
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Lichtbogensimulation am IET
3D-Simulationen mittels Star-CCM+ (3D) oder vereinfachte Rechnungen mit Matlab/Simulink
Berücksichtigte Phänomene:
Fluiddynamik inkl. Strahlung und chem. Reaktionen
Elektrodynamik
Materialabbrand
Bewegte Geometrien
Elektrische Schaltkreise
Zunehmende Vernetzung mit Industriepartnern