Μοντελοποίηση στατικών και αργά μεταβαλλόμενων μαγνητικών πεδίων σε διαστημικές αποστολές

Ζαχαριάς, Παναγιώτης; Zacharias, Panagiotis

dc.contributor.author	Ζαχαριάς, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Zacharias, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2016-06-10T12:42:48Z
dc.date.available	2016-06-10T12:42:48Z
dc.date.issued	2016-06-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42671
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12050
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα	el
dc.subject	Ηλεκτρομαγνητική ανάλυση	el
dc.subject	Μαγνητική καθαρότητα	el
dc.subject	Μαγνητόμετρα	el
dc.subject	Electromagnetic compatibility	en
dc.subject	Electromagnetic analysis	en
dc.subject	Magnetic cleanliness	en
dc.subject	Magnetometers	en
dc.title	Μοντελοποίηση στατικών και αργά μεταβαλλόμενων μαγνητικών πεδίων σε διαστημικές αποστολές	el
dc.title	Modeling of static and slowly varying magnetic fields in satellite missions	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρομαγνητισμός	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/518b35402f3fbcb74b8e5bbc8aa2c0e3e784e473
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-04-18
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τη μελέτη της μαγνητικής συμπεριφοράς ενός δοκιμαστικού εξοπλισμού που αποτελείται από πολυάριθμους μαγνητικούς βρόχους στα πλαίσια διαστημικών αποστολών. Κεντρικό ζήτημα είναι ο προσδιορισμός του νόμου ελάττωσης του μαγνητικού πεδίου του εκάστοτε εξοπλισμού ώστε να είναι δυνατή η επέκταση του πεδίου σε συγκεκριμένα επιθυμητά σημεία. Για το λόγο αυτό, πραγματοποιείται μια ενδελεχής και συστηματική ανάλυση του συγκεκριμένου προβλήματος με χρήση νέων τεχνικών και μεθόδων. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, γίνεται μια ιστορική αναδρομή στις σημαντικότερες διαστημικές αποστολές των τελευταίων δύο αιώνων καθώς και αναφορές σε αποστολές υπό εξέλιξη. Επιπροσθέτως, παρουσιάζεται εκτενώς το απαραίτητο μαθηματικό υπόβαθρο της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας και συγκεκριμένες εφαρμογές σε γεωμετρίες που χρειάζονται στα επόμενα κεφάλαια. Συγκεκριμένα, περιλαμβάνεται DC και AC μοντελοποίηση, αναλυτική λύση του μαγνητικού πεδίου ενός τετραγωνικού βρόχου, εξάρτηση νόμου ελάττωσής από γεωμετρικά χαρακτηριστικά και ρευματικές κατανομές. Το δεύτερο και μεγαλύτερο μέρος της παρούσας διπλωματικής αποτελεί τον κύριο κορμό της πειραματικής διαδικασίας. Πιο αναλυτικά, περιγράφεται εκτενώς η υπό εξέταση διάταξη δηλαδή ο δοκιμαστικός εξοπλισμός με σαφή προσδιορισμό των κρίσιμων παραμέτρων. Ακόμα, εξετάζεται η περίπτωση ενός τετραγωνικού βρόχου μεταβαλλόμενης πλευράς και δίνονται ορισμένα πρωταρχικά αποτελέσματα για την περίπτωση 50 ρευματικών βρόχων. Έπειτα, εισάγεται η τεχνική των δύο μαγνητομέτρων, πάνω στην οποία βασίζεται η υπόλοιπη εργασία. Δύο νέες μέθοδοι, αυτή της εκθετικής παρεμβολής και της μεθόδου εξομάλυνσης, εισάγονται με κύριο στόχο την ακριβή πρόβλεψη του μαγνητικού πεδίου σε συγκεκριμένα σημεία. Τα σημεία αυτά βρίσκονται είτε ανάμεσα των δύο μαγνητόμετρων είτε σε μια μακρινή απόσταση από το κέντρο του δοκιμαστικού εξοπλισμού. Στο τελευταίο κομμάτι των προσομοιώσεων, εισάγεται η έννοια των common-mode ρευμάτων και εξετάζεται η επίδραση που έχουν στην ικανότητα ακριβής πρόβλεψης. Τέλος, στο τρίτο και τελευταίο κομμάτι της διπλωματικής γίνεται μια σύντομη αποτίμηση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων και συγχρόνως παρουσιάζονται σχετικά θέματα για μελλοντική μελέτη και έρευνα.	el
heal.abstract	In the present diploma thesis, a thorough study of DC and slowly varying magnetic fields is carried out for purposes of magnetic cleanliness in space missions. The main issue is to determine “magnetically clean” specification points, inside or in close pro ximity to the spacecraft, where sensitive measuring equipment (e.g. magnetometers) is placed. Hence, systematic analysis is performed in order to model the magnetic signature of an Equipment under Test (EUT) consisting of multiple magnetic sources. Thereaf ter, the distance power law of the magnetic field fall- off is employed in various cases to accurately predict the magnetic behavior of an EUT. Furthermore, novel techniques are implemented in order to extrapolate the EUT’s magnetic field contribution at the intended specification points. In the first part of the thesis, a throwback to the most important space missions of the past two centuries and references to ongoing missions are presented. Additionally, the necessary mathematical background of electromagnetic theory and particular geometries which are needed in the following chapters are illustrated. Specifically, this thesis contains DC and AC modeling procedure , analytical solution of the magnetic field of a square loop, power -law dependence of geometr ic features and current distributions. The second part of the thesis constitutes the main backbone of experimental procedure. In particular, the equipment under test is described in detail highlighting the most crucial parameters. Moreover, a scenario of a single square loop with variable side is examined and also preliminary results regarding a case of 50 magnetic loops are given. Furthermore, the dual magnetometer technique is introduced which is the fundamental component of the rest of the work. Two nove l techniques, namely exponential interpolation and smoothing method, are extensively analysed aiming at the prediction of the magnetic field’s value at specific observation points. These observation points are located either between the two magnetometers o r far away from the EUT. In the final part of simulation results, the influence of common -mode current on a precise forecast is examined. Finally, the third part of the thesis contains several simulation results and additionally, potential future work is p roposed.	en
heal.advisorName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κωττής, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Φικιώρης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.
heal.fullTextAvailability	true