Дзюба К. К. Електромагнітне поле, створене провідниками зі струмом поблизу електропровідного середовища з сильним скін-ефектом

Об’єкт дослідження: електромагнітні системи з провідниками, розташованими поблизу електропровідного тіла, в якому проявляється сильний скін-ефект. Мета роботи: подальший розвиток аналітичних методів розрахунку тривимірних квазістаціонарних електромагнітних полів за умови сильного скін-ефекту в електропровідному тілі з плоскою поверхнею в напрямку врахування просторової конфігурації контурів зі струмом, визначення і аналізу складових поля в діелектричному і електропровідному середовищах. Методи дослідження: Вирішення сформульованих у дисертаційній роботі задач досягнуто з використанням методів теорії електромагнітного поля, рівнянь з частинними похідними, векторного і тензорного аналізу, фундаментальних положень електродинаміки та теоретичної електротехніки. Достовірність отриманих у роботі результатів забезпечується коректністю постановки крайових задач математичної фізики, узгодженістю результатів з даними, отриманими за допомогою незалежних чисельних методів. Теоретичні та практичні результати і новизна: вперше встановлено, що нормальна компонента напруженості електричного поля на поверхні діелектричного середовища і поверхнева густина електричного заряду не залежать від властивостей електропровідного середовища і визначаються тільки нормальною складовою індукованого електричного поля контуру зі струмом, що дає змогу спростити математичні моделі розрахунку тривимірного поля, нехтувати для цих складових полем струмів, індукованих в електропровідному середовищі; вперше на основі загального аналітичного розв’язку доведено, що неоднорідне змінне електромагнітне поле при проникненні в електропровідний півпростір завжди затухає швидше, ніж однорідне; набув подальшого розвитку наближений метод розрахунку електромагнітного поля з використанням асимптотичних рядів; дістало наукового обґрунтування використання математичної моделі локально двовимірного поля для просторового струмового контура поблизу електропровідного півпростору шляхом оцінки похибок визначення поля; в умовах сильного скін-ефекту метод асимптотичного розкладання вперше застосовано для визначення імпульсного електричного поля в діелектричному півпросторі для контурів довільної просторової конфігурації. Предмет і ступінь впровадження:результати дисертаційної роботи в частині застосування методів розрахунку густини струму та електродинамічних сил при сильному скін-ефекті знайшли використання при обґрунтуванні способу безконтактної обробки зварних швів конструкцій з алюмінієвих сплавів в Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України. Ефективність впровадження: подальший розвиток аналітичних методів розрахунку тривимірних квазістаціонарних електромагнітних полів за умови сильного скін-ефекту в електропровідному півпросторі в напрямку врахування довільної просторової конфігурації контурів зі струмом, визначення як магнітної, так і електричної складових поля в діелектричній і електропровідній областях, розробка ефективних наближених методів розрахунку гармонічних та імпульсних полів. Сфера використання: розробка експериментальних приладів безконтактної обробки зварних швів конструкцій з алюмінієвих сплавів; імпульсних систем обробки металевих конструкцій та визначення електрофізичних процесів при використанні електророзрядних кіл; використання в навчальному процесі вищих технічних учбових закладів МОН України.