Dissertação

Design Optimization of the ITER In-Vessel Plasma-Position Reflectometry System Antenna EVALUATED

Este trabalho apresenta um estudo de análise estrutural termoelástica e desenvolvimento de um design óptimo para a antena pertencente ao ITER PPR, utilizando análises termo-estruturais de FE implementadas no programa comercial ANSYS. Assim, é desenvolvida uma metodologia bi-direccional de CAD-FE, são realizados alguns estudos paramétricos e é utilizada a metodologia de optimização topológica SIMP, tal como os algoritmos ASO e AMO. Os parâmetros considerados são as dimensões da cobertura de material adicional para minimizar as temperaturas e deslocamentos máximos da antena. Inicialmente, um estudo paramétrico sobre a temperatura e deslocamentos máximos obtidos na antena é realizado para determinar o intervalo de optimização de interesse. Seguidamente, os métodos de optimização ASO e AMO são utilizados nestes intervalos para encontrar distribuições de material optimizadas na antena. Os modelos obtidos apresentam máximos mais baixos da temperatura máxima registada ao longo da antena (10 %), temperaturas médias mais baixas (10 %) e deslocamentos máximos mais baixos ao longo da antena (18 %). Neste estudo, os resultados obtidos com optimização topológica tendem a remover a maioria do material nas áreas de concepção, que é um efeito conhecido. A cobertura adicional em praticamente todo o comprimento da antena é capaz de reduzir a temperatura e deslocamentos máximos, sendo uma contribuição para o seu design. Um dos importantes aspectos a ter em consideração é a definição de uma forma de confirmar, sem testes experimentais, a súbita mudança observada na resposta estrutural da antena quando sujeita a radiação de calor e ao seu próprio peso nas condições analisadas.
ITER, antena de PPR, Optimização, Minimização de Temperatura, Minimização de Deformação

Novembro 11, 2016, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Hugo Filipe Diniz Policarpo

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Colaborador Não Remunerado Docente

ORIENTADOR

Miguel António Lopes de Matos Neves

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar