Магнитный лабиринт: Искусственный интеллект помог японским физикам раскрыть секреты перегрева двигателей
Стремительный рост рынка электромобилей вызвал необходимость повышения энергоэффективности электродвигателей. Одной из главных технических проблем является магнитный гистерезис или потери энергии в железе. Когда магнитные поля внутри двигателя меняют направление на высокой частоте, часть электрической энергии превращается в тепло, нагревая сердечник мотора. Этот процесс приводит к размагничиванию материалов и снижению КПД. Об этом сообщает Ixbt.com сообщает .
Ученые из Токийского университета науки в сотрудничестве с университетами Цукубы, Окаямы и Киото разработали новую теоретическую модель под названием eX-GL для решения этой проблемы. В исследовании изучалась сложная «лабиринтная» структура магнитных доменов — микроскопических областей внутри материала. Такие структуры обладают свойством резкой перестройки при изменении температуры, и этот процесс ранее было невозможно точно описать математически.
Физики использовали Machine Learning и передовой метод анализа топологических данных — персистентную гомологию — для анализа процесса. Искусственный интеллект изучил микроскопические изображения магнитных доменов и создал цифровую карту свободной энергии. Эта карта наглядно показала, как микроструктура доменов эволюционирует в зависимости от изменения энергетического состояния.
В результате исследования ученым удалось визуализировать четыре основных скрытых энергетических барьера, управляющих динамикой магнитных доменов. Выяснилось, что сложность лабиринтных доменов возрастает по мере увеличения общей длины доменных стенок. Это открытие позволит в будущем создавать новые магнитные материалы для высокоэффективных электродвигателей, которые потребляют меньше энергии и не перегреваются.
Читайте «Zamin» в Telegram!
