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TECH INSIGHT SYSTEM PROTECTION 26 - ELETTRONICA OGGI 478 - MAGGIO 2019 Per analizzare i progetti e modellare la propaga- zione di impulsi elettro- magnetici, McKennon ha risolto un’equazione d’onda per il potenzia- le magnetico vettore nel dominio del tempo con il software COMSOL Mul- tiphysics. I risultati gli hanno permesso di deter- minare le correnti asso- ciate, i campi elettrici e gli altri valori per quei punti, offrendo una compren- sione del comportamento generale della corrente in tutta la struttura. Il caso isotropo sottostima la quantità di corrente che attraversa l’SPL, suggerendo così che una quantità mag- giore di corrente attraversi il carbonio anziché l’SPL (Fig. 3). Il carbonio è composto da molti strati di fibre indi- viduali. Ha un’alta conducibilità nella direzione delle fibre, ma non è affatto facile far entrare o uscire l’elettricità dal carbonio. Se troppa corrente deve attraversare un’interfaccia tra il carbonio e qualcos’altro, molte delle fibre individuali potrebbero essere bruciate dal riscaldamento e/o dall’arco elettrico (Fig. 4). Il carbonio sorregge i carichi principali della struttura: un danneggiamento qui riduce di molto la durata della pala e, in alcuni casi, può portare a un suo cedimento completo. Ecco perché una maggiore quantità di corrente nel carbonio è qualcosa che i progettisti vogliono evitare a tutti i costi. Il caso isotropo sovrastima grandemente la quantità di corrente all’interno del carbonio perché ignora le reali resistenze dipendenti dall’orientamento (Fig. 5). Quindi, considerato il suo grande volume e la lunghezza altret- tanto importante, il carbonio appare come una via preferenziale per la corrente rispetto all’SPL, anche se in realtà non è così. Una stima tanto esagerata suggerisce ostacoli ulteriori che invece non esistono, rallentando così il processo di sviluppo e portando verso un prodotto “sovra- ingegnerizzato”. Commenta McKennon: “Per modellare fenomeni fisici tanto complessi, bisogna saper distinguere quello che è davvero importante dal semplice rumore di fondo; è necessario co- struire un modello con attenzione, passo dopo passo, per assicurarsi di non introdurre errori o false assunzioni che possono influenzare fortemente i risultati”. Risultati affidabili per prendere decisioni commerciali “La capacità di effettuare simulazioni in tempi brevi e mo- dificare i modelli riduce di molto i rischi del programma e ci permette di ottenere dati di progettazione quasi on-de- mand”, afferma McKennon. “Piuttosto che spendere tem- po e denaro per fabbricare prototipi complessi da testare, possiamo utilizzare COMSOL per simulare i fenomeni fisici e ridurre drasticamente la portata del problema in questi progetti. In molti casi, semplicemente non è possibile misu- rare i dati critici su prototipi reali: occorrono la simulazione e l’analisi per colmare le lacune”. “Nel nostro settore, il tempo è denaro e i nostri clienti sono soddisfatti del servizio che possiamo offrire grazie a queste risorse. In effetti, alcuni clienti hanno una tale fiducia nella validità delle nostre simulazioni che hanno cominciato a prendere decisioni commerciali su larga scala basando- si unicamente sui nostri risultati, con una minima verifica sperimentale. Con una simile posta in gioco, non pos- siamo permetterci di commettere errori. E COMSOL è uno strumento prezioso: abbiamo fiducia nell’accuratezza con cui descrive gli eventi del mondo reale”. Fig. 4 – I risultati della simulazione mostrano la densità di corrente su un esempio di pala eolica composta da molti stack di carbonio Fig. 5 – Il grafico mostra i livelli di corrente nel caso di carbonio isotropo e anisotropo