Данная работа посвящена поиску оптимальной формы токопроводящей катушки для максимизации силы Лоренца под действием постоянного магнитного поля. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение существующих методов топологической оптимизации в электромеханических системах. 2. Трехмерная задача магнитостатики для идеального магнита конечных размеров (аналитическое решение). 3. Трехмерная задача магнитостатики для идеального магнита конечных размеров (численное решение). 4. Трехмерная задача магнитостатики для компонент магнитной системы звуковой катушки. 5. Задача распределения постоянных токов в среде. 6. Топологическая оптимизация методом MMA, определение параметров проектирования методом SIMP. Работа проведена на базе УНИЛ «Вычислительная механика». Геометрические размеры оптической головки привода DVD-ROM были получены при разборе модели. Численное решение выполнялось в программном комплексе COMSOL Multiphysics. В результате была получена 3D-модель оптимальной формы катушки, превосходящая оригинальную по параметрам целевой функции.

The given work is devoted to searching of optimal design of the conductive coil under permanent magnetic field for Lorentz force maximization. The research set the following goals: 1. Studying of the existing methods of topology optimization of electromechanical system. 2. Three-dimensional magnetostatic analysis for ideal permanent magnets of finite size (analytical solution). 3. Three-dimensional magnetostatic analysis for ideal permanent magnets of finite size (numerical solution). 4. Three-dimensional magnetostatic analysis for components of voice coil magnetic system. 5. Analysis of distribution of direct currents in continuum. The work was fulfilled on the premises of the educational research laboratory “Computational mechanics”. The geometrical sizes of the optical pick-up were taken from LG DVD-ROM after disassembling. Numerical results were obtained in COMSOL Multiphysics. As the final result of the given work it was provided 3-D model design of optimized coil with better objective function characteristics than the original one.