از فرآیند گرمای القائی در تکنولوژی و صنعت در موارد زیادی مانند جوش فلزات، بازپخت، متالورژی ]1[ رشد بلور ]4-2[، و ... استفاده می شود. در این روش ماده فلزی مورد نظر (قطعه کار مانند بوته)، داخل یک پیچه ی القائی قرار می گیرد. سپس با ایجاد یک جریان الکتریکی متناوب فرکانس بالا درپیچه (جریان رانشی)، میدان های الکتریکی و مغناطیسی متناوبی در اطراف پیچه ایجاد می شوند. با نفوذ این میدان ها در ماده فلزی مورد نظر، جریان های گردابی ایجاد و در اثر وجود مقاومت الکتریکی گرمای داخلی به طور مستقیم در ماده فلزی ایجاد می شود. در این پایان نامه، ابتدا مبانی نظریه فرآیند گرمای القائی تشریح گردیده و سپس یک مدل ریاضی برای آن در حالت پایا و دو بعدی ساخته می شود]6-5[. سپس بااستفاده از روش عناصر متناهی، شبیه سازی رایانه ای برای یک سیستم نمونه انجام و تاثیر شکل جریان متناوب ورودی در پیچه (سینوسی، مربعی، مثلثی و دندان اره ای) روی توزیع و شدت میدان های الکترومغناطیسی، جریان های گردابی و گرمای ایجاد شده در سیستم، مورد بررسی قرار می گیرد. در این پایان نامه به سوالات زیر پاسخ داده می شود: دراثرتغییر شکل موج جریان متناوب ورودی به پیچه القائی از سینوسی به غیر سینوسی (سینوسی، مربعی، مثلثی و دندانه اره ای)، 1. چه تغییراتی در ساختار، شدت و توزیع مولفه های الکترومغناطیسی و جریان های القائی در سیستم بوجود می آید؟ 2. ساختار،توزیع و اندازه گرمای القائی ایجاد شده در قسمت های فلزی سیستم (یعنی قطعه کار و پیچه) چگونه تغییر می کند؟ 3. تغییرات بازده سیستم چگونه می باشد؟ روش انجام این تحقیق به این صورت است که ابتدا مقالات معتبر در زمینه مورد نظر جمع آوری شده، آنگاه به کمک استد راهنما به مطالعه آنها پرداخته می شود. [1] v. rednev, d.loveles, r. cook and m. black, handbook of induction heating, new york ny (2003). [2] p.m. gresho and j.j. derby, journal of crystal growth, vol. 85 (1987) 40-46. [3] m.h. tavakoli, a. ojaghi, e. mohammadi-manesh and m. mansour, journal of crystal growth, vol. 311 (2009) 1594-1599. [4] m.h. tavakoli, e. mohammadi-manesh and a. ojaghi, journal of crystal growth, vol. 311 (2009) 4281-4288. [5] m.h. tavakoli, h. karbaschi and f. samavat, progress in electromagnetics research letters, vol. 11 (2009) 93-102. [6] m.h. tavakoli, h. karbaschi and f. samavat, communications in computational physics, vol. 8 (2010) 211-225.

گرمای القایی، فرآیند گرمادهی یک جسم رسانای الکتریکی (معمولا فلز) به واسطه القای الکترومغناطیسی است. در این فرآیند جریان های گردابی در داخل فلز تولید شده و مقاومت الکتریکی منجر به گرمادهی ژول در آن می شود. یک سیستم گرم کننده القایی شامل یک پیچه است که در آن یک جریان الکتریکی متناوب فرکانس بالا جریان می یابد که انتخاب فرکانس بستگی به اندازه جسم، نوع ماده و جفت شدگی بین پیچه و جسم دارد. از گرمادهی القایی در کاربرد های فراوانی از جمله کوره های گرمایی، سخت شدگی سطح، ذوب، پخت، جوش، لحیم کاری و رشد بلور از فاز مذاب استفاده می شود. به منظور بهینه سازی این فرآیند لازم است پارامتر های مختلف موجود در سیستم بررسی شود که یکی از مهمترین این پارامترها چگالی جریان های القائی در پیچه و قطعه کار است. در سیستم های رشد بلور به روش چُکرالسکی، گرمای القا شده در بوته فلزی و گرم کننده جانبی فعال توسط پیچه ایجاد می شود. پارامترهای متفاوتی از جمله شکل سطح مقطع حلقه های پیچه، فاصله بین پیچه و بوته و شکل بوته بر روی توزیع میدان های الکترومغناطیسی، مقدار و ساختار گرمای القا شده و گرادیان دما در سیستم های گرمای القایی تاثیر می گذارد. هدف از انجام این تحقیق، بسط یک مدل ریاضی برای سیستم واقعی گرما- القائی رشد چُکرالسکی و سیستم های گرمای القایی دیگر و بررسی تغییرات میدان های الکترومغناطیسی و گرمای القایی ایجاد شده در سیستم برای پیچه با شکل سطح مقطع مستطیل برای شکل های مختلف جریان رانشی در پیچه القائی (سینوسی، مربعی، مثلثی و دندان اره ای) می باشد. بدین منظور با استفاده از یک مدل دو بعدی، توزیع میدان های الکترومغناطیسی و توان تولید شده در نواحی مختف سیستم گرمای القایی محاسبه و تشریح می گردد.