Seminário de Análise e Equações Diferenciais

Mathematical aspects of multi-frequency induction heating

Sala 6.2.33, FCUL, Lisboa

Por Dietmar Hoemberg (Institut für Mathematik - Technische Universität Berlin).

Abstract: Induction hardening is a modern method for the heat treatment of steel parts. A well directed heating by electromagnetic waves and subsequent quenching of the workpiece increases the hardness of the surface layer. The process is very fast and energy efficient and plays an important role in modern manufacturing facilities in many industrial application areas. Although the original process is quite old, recent years have seen an important progress due to a new technology which allows to work simultaneously with several frequencies in one induction coil.
In the first part of my talk, a model for multifrequency induction hardening of steel parts is presented. It consists of a system of partial differential equations including Maxwell's equations and the heat equation. We show that the coupled system admits a unique weak solution. In the second part of the talk I will discuss the numerical approximation of the problem. It turns out to be quite intricate since one has to cope with different time scales for heat diffusion and the Maxwell system. Moreover, owing to the skin effect only the boundary layers of the component are heated by induced eddy currents, hence we also have to consider different spatial scales. We present a numerical algorithm based on adaptive edge-finite elements for the Maxwell system, which allows to treat these difficulties. We show some 3D simulations and conclude with results of an experimental validation in an industrial setting.

This seminar is supported by National Funding from FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia, under the project: UID/MAT/04561/2013. 

13h30
CMAF-CIO - Centro de Matemática, Aplicações Fundamentais e Investigação Operacional
Título do prémio

As candidaturas decorrem até ao dia 31 de maio.

Logótipo do Verão na ULisboa, sobre um fundo amarelo

Uma oportunidade única de conheceres e experimentares o ritmo e o espírito da vida académica!

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Inscrição (taxa reduzida) até 20 de abril.

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Escola de verão com um programa muito diversificado, com especialistas em vários tópicos, que vão falar sobre formas de olhar para o nosso planeta de uma forma integrada, juntando conhecimentos de várias disciplinas.

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Logótipo do evento, sobre um fundo branco

Um evento de reunião da comunidade nacional nas diversas vertentes da informática, com a ambição de ser o fórum de eleição para a divulgação, discussão e reconhecimento de trabalhos científicos.

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