Forschung & Entwicklung

Forschung & Entwicklung

Eddy current ist eines der wichtigsten Merkmale der Fluiddynamik.In der Aerodynamik wirken sich Wirbelströme direkt auf die Flugeigenschaften von Flugzeugen aus und müssen daher im Entwurfsstadium berücksichtigt werden; in der Ozeanografie ist die Raumzeitentwicklung von Wirbelströmen ein wichtiges Mittel für Wissenschaftler, um die Strömung des Meeresspiegels zu erklären; in Industriebereichen wie dem gesamten VerbrennungsmotorArbeitszyklus, komplexe und starke transiente Wirbelströme werden immer im Zylinder durchgeführt; daher ist Wirbelstromprüfung ein wichtiges Forschungsthema, das zum Zweig der Feature-Methode in der Durchflussmeldung gehört.Darüber hinaus ist die Wirbelstromprüfung ein weiteres Forschungsthema im Bereich der Elektromagnetismusprüfung, da der Leiter einen wirbelnden Strom induziert, wenn er sich in einem sich ändernden Magnetfeld bewegt oder relativ zu einem Magnetfeld.


Derzeit können Wirbelstromprüfnormen im In- und Ausland grob in drei Kategorien unterteilt werden: punktbasierte Standards, geometrische Kurven-basierte Standards und Wirbelstromsimulationsmethoden.Punktbasierte Kriterien gehen in der Regel davon aus, dass der Wirbelstrom eine Region mit hoher Rotationsgeschwindigkeit ist oder dass es einen Punkt des Mindestdrucks als Wirbelkern gibt, abhängig von den physikalischen Eigenschaften der Probenpunkte innerhalb eines einzelnen Punktes oder einer endlichen Nachbarschaft im Wirbelstrom, wie Druck, Wirbelstromamplitude und Helizität.Berechnen Sie die physikalischen Eigenschaften wie Druck und Geschwindigkeit aus dem Geschwindigkeitsvektor oder dem Geschwindigkeits-Gradienten-Tensor einiger Probenahmepunkte; aber der Ort mit dem geringsten Druck ist nicht notwendigerweise dort, wo der Wirbelkern existiert, er kann auch durch andere Eigenschaften des Flusses verursacht werden, gemeinsame Methoden Es gibt hauptsächlich Niederspannungsverfahren,Verfahren mit hohem spiralförmigem Zustand, positive Q-Methoden, Eigenvektormethoden und zweitgrößte negative Eigenwertmethoden.Diese Methode kann nicht in allen Fällen den Wirbelstrom extrahieren.Das Hauptproblem ist, dass der Wirbelstrom mit weniger Drehgeschwindigkeit und Amplitude nicht erkannt wird; die Auswahl der Probenahmestellen hat großen Einfluss auf die Erkennungsergebnisse; die Wahrscheinlichkeit der Fehlerkennung und Falscherkennung höher; die Näherung der ersten Ordnung zeigt auch offensichtliche Mängel,so wird eine verbesserte Methode vorgeschlagen, um das Differential der ersten Ordnung durch das höhere Differential zu ersetzen.


Die geometrischen Kriterien werden anhand der geometrischen Eigenschaften der Adern, der Krümmung, berechnet, die auf dem intuitiven Konzept eines spiralförmigen Musters um eine Reihe von zentralen Punkten basiert, wobei die Geometrie oder Kinematik des Flusses berücksichtigt wird.Die obige Funktion verwendet eine sofortige Straffung, um den Wirbel darzustellen.Typische Methoden sind die Krümmungszenterkennung und die Wickelwinkel-Methode.Die Krümmungszenterkennung berechnet das Zentrum der Krümmung aller Probenahmepunkte im zweidimensionalen Bild.Für den Wirbelstrom sollte das Zentrum der Krümmung der umgebenden Strömung um einen bestimmten Punkt konzentriert werden, indem ein kleines Gitter besetzt wird und damit der Mittelpunkt der Krümmung durchgeführt wird.Nach dem Meschen genügt es, eine Reihe von Spitzenmaschenregionen mit einer großen Schwellensuchpunktdichte festzulegen.Diese Methode weist ähnliche Mängel mit dem punktbasierten Nachweisstandard auf.Zum Beispiel wird das Erkennungsergebnis durch die Auswahl der Probenahmepunkte stark beeinflusst, die Fehlerkennung und die Fehldetektion sind hoch, usw., da die Fließleitung kein regelmäßiger Bogen ist, das Zentrum der Krümmung. 


Die Berechnung stößt auch auf viele praktische Probleme.Die Wickelwinkel-Methode wählt die Strömungen um einen bestimmten Punkt zu einem Cluster aus und führt die Wirbelstromerkennung entsprechend dem Biegewinkel und dem Abstandsstandard durch.Der Vorteil besteht darin, dass er die Mängel des punktbasierten Erfassungsstandards überwindet, schwache Wirbelströme mit langsamer Schwellgeschwindigkeit erkennt und die Berechnung und Auswertung leicht quantifizieren kann.In dieser Forschungsarbeit gibt Portela [5] den mathematischen Rahmen der Wirbelstromprüfung im zweidimensionalen Fall, der spiralförmigen Bewegung, die auf eine Reihe von räumlichen Punkten zentriert ist, und führt das Konzept der Differentialgeometrie ein.Die Jordan-Struktur definiert die geometrischen Eigenschaften des zentrischen Punktes und der Wickelbewegung.Darüber hinaus, obwohl die Wirbelstromregion Galileische Invarianz hat, verlassen sich die meisten Methoden zur Extraktion von Wirbelstromkernen auf Referenzrahmen.Nur die Literatur [6] erkennt die Begrenzung des Wirbelstromkerns aus dem Referenzrahmen, indem sie die Grat- und Tallinien der Wirbelstromregion extrahiert.


Die oben beschriebenen Methoden basieren alle auf den Flussfeldeigenschaften, die durch mathematische Methoden zur Wirbelstromerkennung ausgedrückt werden.Bei Lärmbelästigung sind sie oft instabil, so dass einige Wirbelstromsimulationsmethoden angezeigt werden: zur Berechnung des Fließfeldes und der Entwurfsvorlage wird die Methode der Template matching verwendet.Der maximale Ähnlichkeitswert wird verwendet, um die Funktionspunkte des Fließfeldes zu extrahieren.Diese Methode reduziert den mathematischen Berechnungsprozess und wendet die Konvolution auf die Template Matching des Fließfeldes an.Der Nachteil besteht darin, dass sie geräuschempfindlich ist;


Die kontinuierliche Wirbelstromsimulationsmethode zerlegt den Fluß in zwei Teile: den Wirbelstrom und den quasi-Gaussischen Weißrausch der organisierten Struktur durch Wellentransformation und führt dann die Wirbelstromextraktion entsprechend der Schwelle der Varianz der orthogonalen Wellenkoeffizienten in der Multiskala durch.Der Wirbelstrom wird extrahiert.Die Erkennung wird in zwei Teile zerlegt: Wirbelstrom-Kernel-Extraktion und Wirbelstrom-Shell-Extraktion.Ersteres markiert die Geschwindigkeit-Vektorrichtung der Dreieckswechsel auf der Grundlage von Sperner lemma und findet das Dreiecksnetz am wahrscheinlichsten, um Schlüsselpunkte zu enthalten.Die Submethode erfasst die Anzahl und den Ort der Schnittpunkte der Fliessstromlinien rund um die Wirbelschale und spielt gleichzeitig die Rolle, die Erkennungsergebnisse der Ersteren zu überprüfen.Die Skalierungsparameter in der Methode erleichtern die Entwicklung einer interaktiven Wirbelstromdetektion.Die spezifische numerische Simulation kann in drei Arten unterteilt werden: eine ist die Zeitdurchschnittsmethode von Reynolds.Basierend auf der Reynolds-Durchschnitts-Bewegungsgleichung und der Pulsierungsgleichung werden die Annahmen nach theoretischer Analyse und praktischer Erfahrung gesetzt, um die Reynolds-Durchschnittsgleichung zu schließen.Eine Reihe von theoretischen Berechnungen für geschlossene Gleichungen, die die mittlere Turbulenz beschreiben.Die klassischsten hier sind das k949; Kombi8722; Modell und das algebraische Stressmodell (ASM); direkte numerische Simulation (DNS) löst die Wirbelstrombewegung direkt durch ein sehr feines Netz.Die dreidimensionalen unbeständigen Navier-Stoke Gleichungen berechnen die momentanen Mengen in allen Waagen und erhalten die vollständigen Fließfeldinformationen.Die minimalen Skalen im Wirbelstrom können berechnet werden.Obwohl es genau beschrieben werden kann, existieren die riesigen Speicher- und Berechnungsbeträge. 


Der Computer ist unerträglich; die große Wirbelsimulationsmethode simuliert direkt den großen Wirbel im Wirbelstrom durch die momentane Reynolds-Gleichung, und der Einfluss des kleinen Wirbels auf den großen Wirbel wird durch dieungefähres Modell, das als Subraster-Streßmaßstabsmodell bezeichnet wird.Unter diesen drei Methoden ist die direkte numerische Simulation die vollständigste Methode, mit nur zwei Nachteilen: die Berechnung ist riesig und gilt nur für die niedrigere Reynolds-Zahl; die Zeitmittelmethode Reynolds berechnet den Durchschnittswert, die Berechnungsweise ist klein,und der Nachteil ist, dass das Modell großen Einfluss hat und nur für hohe Reynolds-Zahl geeignet ist.Die große Wirbelsimulationsmethode wird in allen Aspekten zentriert.Als direkte numerische Simulationsmethode kann die große Wirbelsimulationsmethode verwendet werden, um das Geschwindigkeitsfeld der Hauptstruktur des Wirbelstroms zu erhalten, das den Wirbelstrom genauer reflektieren kann.Kontinuierliche Bewegung und Entwicklung.


Unter den oben genannten drei Arten von Methoden gehören die ersten beiden Typen zu den Methoden, die in verschiedenen Entwicklungsstufen entwickelt wurden.Unter ihnen gehört die punktbasierte Erkennung zu den frühen traditionellen Methoden, und der auf geometrischen Kurven basierende Standard wird auf der Weiterentwicklung der Strömungs-Visualisierungstechnologie vorgeschlagen.Die Wirbelstromsimulationsmethode ist eine in verschiedenen Anwendungsbereichen entwickelte Methode, die eng mit spezifischen Anwendungen verknüpft ist.Obwohl bei den Wirbelstromtests einige Fortschritte erzielt wurden, gibt es derzeit keine einheitliche Definition der Wirbelströme, was große Schwierigkeiten bei der Forschungsarbeit mit sich bringt.In dieser Hinsicht hat nur Roth Martin die Definition von Wirbelströmen in der bestehenden Forschungsliteratur verglichen und analysiert, gibt aber noch keine einheitliche Definition.Daher gibt es noch einige grundlegende theoretische Probleme, die bei Wirbelstromtests gelöst werden müssen.Darüber hinaus ist die Wickelwinkel-Methode eine vielversprechende Methode in der geometrischen Kurvenerkennungsstandard.


Es gibt viele Aspekte, die der Forschung über die Verbesserung und Erweiterung dieser Methode würdig sind, wie z.B.:

1) Integration der Schlüsselpunkte auf der Straffung in den Wicklungswinkel Im Gesetz werden nur die Straffung in der Nähe der Schlüsselpunkte verfolgt, um globale Suche zu vermeiden; 

2) die Methode wird auf den dreidimensionalen Raum ausgedehnt,aber die Kurve muss in eine Oberfläche ausgedehnt werden.Es gibt viele Probleme zu lösen, was nicht einfach ist. 

3) Ellipse-Erkennung, Geo-Domain-Matching und Time-Domain-Tracking sind die Techniken, die häufig bei Wirbelstrom-Tests verwendet werden.Wie diese Technologien in Kombination mit praktischen Anwendungen verbessert und verbessert werden können, bedarf es weiterer Forschung.


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