概述
该程序适用于使用半桥拓扑的多级磁阻炮（也可用于单级）。仿真计算 了弹丸受力，线圈电流，以及电容器电压变化等。核心算法基于行波加速器的仿真计算流程 - 科创网 (XXXXXXXXXXXX) 中开源的算法，在这里非常感谢coulson21 大佬。
此仿真考虑或计算了以下效果：
1.线圈参数计算
2.线圈中轴线上的磁感应强度
3.弹丸受力 和 弹丸的感应电动势
4.关于电压，电流，弹丸位置与速度相关的空间域方程（为了模拟的方便放弃使用时域方程的方式）
本仿真最重要的几条近似如下
1、 磁饱和近似，即动子处于磁饱和状态，磁化强度在整个加速过程中保持不变。 （如，1010钢 饱和磁导设为2T, 磁化强度M=2T/u0 ） （饱和磁导参数可以在mode.csv中修改即 饱和磁导 那列 ）
本仿真使用的线圈开启/关闭 策略 --使用位移控制模式
1.每级线圈的导通持续距离pw 。（对于单阵列来说pw=就是线圈长度+隔板长度）
（ pw 可以在mode.csv中修改即 脉宽 那列）
2.线圈关闭时机： 在弹丸前端到达线圈中心时关断（这么做有利于防止反拉，目标是让弹丸中心和线圈中心重合时电流降到0）。通过pw和线圈关闭时机 可以算出 线圈导通时刻 td 。
（ 线圈关闭时机 可以在mode.csv中修改即 关断策略偏移 那列）
程序的结构与使用方法
大致可以分为四部分组成，即 1.从mode.csv文件中进行数据输入 ，XXXXlculator_XXXXXX的模块计算线圈参数 3.仿真计算 4.数据使用plt 显示出来。
一.从mode.csv文件中进行数据输入
整个项目的数据是从mode.csv这个表格文件里输入的。
![image.png]()
从漆包线材料到关断策略偏移的参数是线圈参数，可以填多行，数据空缺时会自动从上一行中补全。
漆包线材料(CuorAl) 可以填0或1，填0为铜线，1为铝线
匝数或外径模式选择(0or1) ，填0 表示匝径start里填充的是匝数， 1为外径
匝径start 填0时 启用匝数延续功能，填0处的匝数会从上一级延续过来
子弹质量填0时 启用自动计算质量功能
匝数幂衰减系数 默认0.8，这里 幂衰减的含义是：级数每翻一倍，匝数变为0.8倍。
使用 [var_start,var_end,num] 切分参数 或使用 (var_0,var_1,var_2,var_3 ...) 枚举参数 来启用参数扫描功能。
参数扫描结果图中会标红离鼠标最近的点 ，右键点击后对其仿真,参数扫描后的保存文件放在子文件夹（\scanResultFile）下,根据保存的结果，下次扫描时会进行接续，多次扫描的结果会合并在一起。
二.calculator_XXXXXX的模块计算线圈参数
1.计算线圈的自感，电阻等数据,详见参考文献中 线圈参数计算器
![JF@%$]FYN`T@MQG(T_2H0RH.png]()
2.计算线圈的互感部分见参考文献中《空心圆柱线圈的电感计算》 的使用等效圆环法计算
![6E`C]LP5}J5`]HNC00TB9_E.jpg]()
三.仿真计算过程
1.计算线圈中轴线上的磁感应强度，详见参考文献中 根据线圈参数计算 磁感应强度分布曲线
![R2K_IA2H0$WF$[1Y6_S}72S.png]()
2.计算单位电流下的弹丸受力 ，详见参考文献中 根据磁感应强度曲线来计算磁阻炮的弹丸受力
F=M*ΔΦ=M*ΔB*S
3.关于电压，电流，弹丸位置与速度相关的空间域方程 ，详见参考文献中的行波加速器的仿真计算流程
本程序的核心算法在这里，再次感谢coulson21大佬的贡献。 原文中是时域方程 ，即各变量是关于时间t的
微分方程。这样的缺点是整个加速时间在仿真前是不知道的，所以会预先设一个较大的Stop time 。所以改成了空间
域方程，因为整个加速距离是确定的。
四.数据使用plt 显示出来。
XXXXt图表
这里显示行波动画，以及线圈电流，弹丸受力，电容电压和速度的数据
![image.png]()
五.数据保存
在完成仿真后，程序会将 弹丸速度和效率结果 保存至mode.csv的最后result那列。
![GB{NUV(M)L}`@[}4N~O%]78.png]()
笔者在完成这次仿真后在maxwell中进行了验证，发现误差较小。
贴出maxwell与本程序的电流结果：可以看到一致性很高
![EFJMVXP07HMTAQ[P}X[_GBI.png]()
maxwell文件如下：
8_49.aedt
1.46MB
AEDT
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最后：
本程序使用pyinstaller进行了打包，读者可以方便的移到自己的电脑运行。位置 在dist文件夹下。压缩文件放在回复区。
最后在这里我非常感谢各位大佬的帮助!
参考文献：
1. 行波加速器的仿真计算流程 - 科创网 (XXXXXXXXXXXX)
2.
空心圆柱线圈的电感计算_吴素文.pdf
2.97MB
PDF
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预览
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![JF@%$]FYN`T@MQG(T_2H0RH.png](https://img.kechuang.org:81/r/355215?c=resource)
![6E`C]LP5}J5`]HNC00TB9_E.jpg](https://img.kechuang.org:81/r/355214?c=resource)
![GB{NUV(M)L}`@[}4N~O%]78.png](https://img.kechuang.org:81/r/355194?c=resource)
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