• 제목/요약/키워드: 자성 유체

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반원관내 자성유체의 유동에 관한 연구 (A Study on the Flow Behavior of Magnetic Fluids in a Closed-semicircular Pipe)

  • 황성욱;박정우;서이수
    • 한국자기학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.253-258
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    • 2007
  • 본 연구에서는 밀폐된 반원관내 자성유체의 자연대류 현상을 수치적으로 연구하였다. 수치해석방법은 Siliomis의 GSMAC법을 이용하였다. 자성유체의 자연대류 현상을 수치 해석적으로 규명하여, 자성유체의 열역학적 특성을 연구하고자 하였다. 특히 열전달 해석방법으로 온도분포 및 고온벽면의 Nusselt 수를 통하여 속도 벡터와 함께 고찰 하였다. 이로 인하여, 외부 자장에 의한 세기는 자연대류 현상을 촉진 또는 억제하므로, 열전달 문제에 있어서 열의 제거에 있어서 효과적인 방법을 찾게 되었다.

유한요소법을 이용한 자성유체의 거동예측을 위한 수치적 모델링 (Numerical Modeling for Behavior Prediction of the Magnetic Fluid Based on Finite Element Method)

  • 서재형;이무연;서이수
    • 한국자기학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.31-35
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    • 2013
  • 본 연구에서는 나노입자 크기를 가지는 강자성체 미립자로 구성된 자성유체의 거동을 예측할 수 있는 수학적 모델링을 유한요소법(Finite element method)을 이용하여 수치적으로 접근하였다. 이를 위하여 뉴턴유체의 거동을 예측하는 지배방정식과 함께 자기력에 반응하는 강자성체의 거동을 예측하기 위한 Maxwell 자장 방정식 및 자성입자의 회전효과를 풀 수 있는 자화의 구성방정식을 추가로 고려하였다. 더불어 유한요소법을 이용하여 각 방정식을 이산화하고 속도와 온도의 경계조건을 이용하여 자성유체의 거동을 예측하였다. 본 모델링의 적합성을 검증하기 위하여 Davis(1983) 및 Fusegi et al.(1991)의 연구결과와 비교하였고, 각각 5.5 % 및 2.7 % 범위에서 비교적 정확하게 예측되었다.

수면 유포 유류 제거용 자성유체의 제조와 응용

  • 신학기;김수곤
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2001년도 가을 학술발표회 발표논문집
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    • pp.126-127
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    • 2001
  • 폐산으로부터 얻은 magnetite와 시약으로 부터 얻은 magnetite는 거의 비슷한 특성을 보여주고 있으며, co-polymer성 계면활성제인 polyoxyethylene nonylphenyl ether (POENPE)는 친수기(polyoxyethylene)와 소수기(nonylphenyl ether )기를 동시에 갖고 있으므로 수분이 함유된 소수성 magmetite에 친수기가 접근하여 기름에 유화시킴으로서 자성유체의 분산율을 상승시키지만 과잉으로 첨가하면 오히려 분산율이 저하된다. 이 현상은 미셀을 형성하여 오히려 소수성이 친수성으로 변화함으로서 자성유체의 분산율을 저하시키고 기름의 제거 효율을 저하시키는 것으로 사료된다.

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자성유체를 이용한 연마 (Magnetorheological Finishing)

  • 신영재;이응숙;황경현;김경웅
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.775-778
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    • 2000
  • Magnetorheological Finishing(MRF) is a newly developed and recently commercialized for finishing optical components. The magnetorheological fluid consists of a water based suspension of carbonyl iron, nonmagnetic polishing abrasives, and small amounts of stabilizer. Theoretical analysis of MRF, based on Bingham lubrication theory, is illustrated and a correlation between surface shear stress on the workpiece and material removal is obtained.

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자성 유체의 자기적 거동변형 특성을 이용한 광 스위치 개발 (Development of optical switch using magnetic behavior of magnetic fluid)

  • 최범규;오재근;김도형;송관민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.283-285
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    • 2003
  • 본 연구에서는 기존 광 스위치의 기계적 거동 방법과 달리 유체 자체의 거동만으로 광 진행을 차단시킬 수 있는 광 스위치를 제작하였다. 본 연구에서 광의 진행을 차단시키기 위해 사용한 자성 유체란 자성 재료로써 자기 특성과 액체의 유동성을 갖고 있으며, 자기장에 즉각 반응하여 자기장 인가시 고체와 같은 형태를 갖게 된다. 한편, 기존 광 스위치에서 빛의 방향을 변화시키는 스위칭의 원리로 대부분 마이크로 미러의 구동 기술이 사용되고 있다. 그러나 이 방식은 기계적인 거동에 의한 마모와 Crack 등이 발생할 수 있는 단점이 있으며, 마모와 Crack의 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 포화 자화도가 600G인 자성 유체의 유극 거동을 이용하여 기계적 거동에 의한 문제점을 개선하는데 목적을 두었다. 또한 실험적으로 영구 자석을 이용하려 광 스위칭작용과 광 스위치로의 적용가능성을 확인하였다.

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이중원관내 자성유체의 자연대류에 대한 전열특성 (Characteristics of Heat Transfer of Natural Convection for Magnetic Fluids in Annular Pipes)

  • 박정우;전철호;서이수;유신오
    • 한국자기학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • 자성유체는 고액혼상유체로 뉴턴유체와 달리 자기력에 반응하는 유체이다. 본 연구에서는 금속과 유체의 특성을 겸비한 자성유체의 열전달 특성을 밀도 있게 연구함을 목적으로, 그 대상을 이중원관으로 하여 열대류현상을 고찰하기 위해 내부원관을 가열하고, 외부원관을 냉각하면서, 또한 외부에서 인가자장의 세기와 방향에 따라 자연대류 현상의 변화 및 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하여, 실험결과와 비교 검토하였다. 자성유체의 자연대류현상은 인가자장에 따라 제어할 수 있었고, 평균 뉴셀트수를 구한 결과로서 자장을 가하지 않았을 경우와 비교해 보면 열전달은 자장을 중력방향으로 가하거나 중력과 반대방향으로 그세기를 -14 mT이상 가했을 때 증가하였고, 중력과 반대방향으로 감했을 때 감소하였다. 특히 자장의 세기가 -14 mT가 되면 열전달은 최소가 되었다.

포화지방산에 의한 수상자성유체의 분산특성 (Characteristics of Water-Based Magnetic Fluid Using Saturated Fatty Acids)

  • 김만;오재현;이유영
    • 한국자기학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.241-246
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    • 1993
  • 본 연구에서는 습식법에 의해 얻어진 초미립 마그네타이트 표면에 포화지방산이온($C_{9}~C_{18}$)을 화학흡착시키고, 그 위에 SDBS로서 물리흡착층을 형성시켜 수상자성유체를 제조하였다. 마그네타이트 27 g에 대해서 Lauric acid의 첨가량 $2.66{\times}10^{-2}mol$ 이상, SDBS 첨가량 5g 이상에서 수상자성유체의 분산율이 85% 이상 유지되었다. 고체함량이 0.05 g/cc에서 0.4 g/cc로 증가함에 따라 수상자성유체의 자화값은 2.07 eum/g에서 9.31 eum/g으로 증가하였으며, 점도는 1.20 cp에서 3.95 cp로 증가하였다. 1N-HCI 및 1N-NaOH를 사용하여 수상자성유체의 pH 변화에 따른 분산특성을 조사한 결과 pH 3.1~11.1의 영역에서 안정한 분산특성을 나타내었다. 합성마그네타이트 주위에 포화지방산($C_{9}~C_{18}$)을 제1계면활성제로 사용하여 수상자성유체를 제조한 결과, 탄소길이가 증가함에 따라 분산율은 향상되었으나 다량의 scum이 발생하였다.

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자성유체를 이용한 우퍼 스피커의 보이스 코일 온도 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Analysis on Temperature Characteristics of the Voice-Coil for Woofer Speaker Using Ferrofluid)

  • 이무연;김형진;이우영
    • 한국자기학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.166-172
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    • 2013
  • 본 연구는 자성유체 우퍼 스피커 내부에 위치한 보이스 코일의 입력전류에 따른 열전달 특성을 수치 해석적으로 고찰하는 것이다. 이를 위하여 일반 우퍼 스피커 및 자성유체 우퍼 스피커에 대하여 입력전류를 10W에서 50W로 10W씩 변화시켜가면서 입력전류에 따른 보이스 코일 발열 및 각 부품으로 전달되는 열전달 및 온도 특성 변화를 고찰하였다. 그 결과 우퍼 스피커에 공급되는 입력전류가 증가함에 따라 보이스 코일 온도가 선형적으로 증가하였고 자성유체 우퍼 스피커의 보이스 코일 온도가 일반 우퍼 스피커에 비하여 동일 입력 전류 40 W 기준에서 51.0 % 감소하였고, 동일 보이스 코일 발생 온도 490 K 기준에서 필요 입력전류는 42.5 % 감소하였다. 또한 보이스 코일에서 주변 부품으로 열전달은 자성유체 우퍼 스피커가 일반 우퍼 스피커에 비하여 51.7 % 증가하였다.

GSMAC법을 이용한 밀폐된 정방형관내 자성유체의 열-유동 특성에 관한 해석적 연구 (Numerical analysis on thermal-fluidic characteristics of the magnetic fluid in a cavity using GSMAC)

  • 서재형;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.997-1002
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    • 2013
  • 본 연구에서는 자성유체의 열-유동 특성을 고찰하기 위하여 밀폐된 정방형관내 자성유체의 열-유동 특성에 관하여 GSMAC법을 이용하여 수치해석적으로 접근하였다. 자성유체의 지배방정식은 자연대류의 연속, 운동량 및 에너지 방정식과 나노자장입자의 자장 및 자화방정식을 추가로 고려하였고 밀폐된 정방형관의 외부에서 가하는 인가자장 세기 및 방향에 따른 자성유체의 온도 및 열전달계수 등의 열전달 특성과 유선 및 등온선도 등의 유동 특성의 변화를 규명하였다. 그 결과, 정방형관내 자장이 수평방향으로 인가될 경우 인가자장 H=-6000에서 평균 Nusselt 수가 0.1592가 되었으며, 자성유체의 열-유동 현상을 인가자장의 세기 및 방향에 따라 제어할 수 있게 되었다.

자성유체용 마그네타이트의 합성 및 특성 (Synthesis and Properties of Magnetite for Ferrofluid)

  • 백인호;정노희
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.63-70
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    • 2012
  • 자성유체 유체씰에 사용할 수 있는 마그네타이트를 공침법에 의하여 합성하였다. 마그네타이트의 평균입자크기는 동적광산란 측정장치(DLS)에 의해 약 10-12 nm 로 측정되었다. XRD 측정결과, $NH_4OH$ 의 농도가 증가함에 따라 마그네타이트의 결정화도가 증가하였다. 수중 분산된 자성유체의 제타전위는 -49.3 mV 에서 -26.2 mV 까지 DLS에 의하여 측정되었다. 입자의 형상은 구형이었고, 수상과 유상 자성유체에서 스파이킹 효과를 확인하였다.