• Title/Summary/Keyword: 자장해석

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개 영역 자장문제 해석

  • 정현교
    • 전기의세계
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    • v.34 no.5
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    • pp.281-285
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    • 1985
  • 여기서는 개 영역 자장문제 해석을 위한 세가지 방법을 소개하고 있다. 기존 유한요소법과의 비교사례를 통해 알 수 있듯이 개 영역 자장문제를 본 고에서 소개한 방법을 이용하여 해석하면 기존 유한요소법을 이용한 경우보다 계산노력을 덜 들여서도 같은 정도를 갖는 해를 얻을 수 있겠다. 앞으로의 과제는 이 방법들을 이용하여 실제 공학문제들을 해석하는 것이다. 개 영역 문제를 해석하는 방법은 본고에서 소개한 방법 이외에 사상(Mapping)을 이용하는 경우 및 경계요소법(Boundary Element Method)을 이용하여 무한요소영역을 처리하는 방법들이 있다.

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Effect of Applied Magnetic Fields on Czochralski Single Crystal Growth (Czochralski 단결정 성장특성제어를 위한 자장형태에 관한 연구)

  • 김창녕;김경훈
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.3 no.1
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    • pp.18-30
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    • 1993
  • A numerical analysis has been carried out on the Czochralski flow fields when uniform and nonuniform magnetic fields are applied. Czochralski flow fields are governed by buoyancy forces, thermocapillarity, centrifugal forces, and applied magneic fields. In this analysis, pressure and three components of velocity vectors are obtained, and circumferential electrical currents are calculated. When a uniform magnetic field is applied, all the velocity components are decreased and the circumferential electric currents near the crystal surface are increased as the magnetic field intensity is increased. In the case of a nonuniform field, the flows in a meridional plane are suppressed and the circumferential velocity is increased as the non uniformity is increased. The understanding on the Czochralski flow fields under the influence of magnetic fields can lead to the study on the behavior of the concentration of the solute and impurities.

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Non-linear Analysis for Penetrated Magnetic Field in Superconducting Nb Foil (인가 자장에 의한 초전도 Nb 박막의 비선형적인 자장분포 해석)

  • Chung, Yoon-Do;Oh, Sung-Kwun;Kim, Hyun-Ki;Ko, Tae-Kuk
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.644_645
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    • 2009
  • 이미 개발된 리니어형 초전도 전류 보상기는 다양한 동작 조건에서 충전 전류 실험을 통해 검증되었고, 고자장 초전도 마그넷용 전류보상기로 적용하기위한 기본적인 특성을 수행하고 있다. 충전전류는 초전도 Nb 박막에 인가되는 자장의 크기와 이동속도(주파수)에 영향을 받아 발생됨이 실험적으로 이미 확인되었다. 특히 인가 주파수가 임계점이상 (20 Hz이상)에서 충전전류가 서서히 감소되는 비선형적인 충전특성이 확인되었다. 본 논문에서는 초전도 Nb 박막에 침투되는 자장의 분포를 3D FEM을 이용하여 자장분포 해석을 수행하였다. 초전도 Nb 박막에 인가되는 자속의 이동속도에 따른 침투영역의 크기 변화를 근거로 침투자속에 따른 초전도 Nb 박막의 비선형성을 확인하였다.

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Analysis of nested HTS magnets considering the magnitude and orientation of applied magnetic field (인가자장의 크기와 방향을 고려한 고온초전도 다중마그넷의 특성 해석)

  • Park, Ju-Gyeong;Cha, Guee-Soo;Lee, Hee-Joon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.11
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    • pp.23-30
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    • 2017
  • Most superconducting magnets which generate more than 20 T consist of nested magnets. A combination of LTS and HTS magnets is conventionally used, but high field magnets which use only HTS magnets have been developed recently. As HTS wires have very strong magnetic anisotropy, appropriate techniques should be used to consider this effect properly. The load line method has been conventionally used to design nested magnets for high field generation. Because this method considers only parallel and perpendicular magnetic fields, the effect of their orientation is not taken into account. In this paper, the actual orientation of the magnetic fields from 0 to 90 degrees is considered. The critical currents of the two kinds of high field nested magnets designed using the proposed method are calculated. The finite element method is used to calculate the distribution of the magnetic fields and the evolution strategy is used to find the critical current which maximizes the central magnetic field.

Study of Natural Convection of Magnetic Fluid in Cubic Cavity (정방형관 내에서 자성유체의 자연대류현상에 대한 수치적 연구)

  • Seo, Jae-Hyeong;Lee, Moo-Yeon;Seo, Lee-Soo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.7
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    • pp.637-646
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    • 2013
  • This study aims to numerically investigate the natural convection characteristics of a magnetic fluid in a cubic cavity. The governing equations of the magnetic fluid are solved using the Generalized-Simplified Marker and Cell Method (GSMAC). The natural convection and heat transfer characteristics of the magnetic fluid were analyzed by varying the intensity and direction of the magnetic field. As a result, it was found that the natural convection characteristics were controlled by the intensity and direction of the magnetic field, and the mean Nusselt numbers were minimized at a vertical intensity of H=-4000 and horizontal intensity of H=12000 of the magnetic field. In addition, the mean Nusselt numbers increased with the intensities of the magnetic field, regardless of the direction of the magnetic field.

Experimental Study of Natural Convection for Magnetic Fluids in Annular Pipes Under the Influence of External Magnetic Fields (이중원관내 자성유체의 외부자장에 대한 자연대류의 실험적 연구)

  • 서이수;박정우;이준희
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.11 no.6
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    • pp.245-249
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    • 2001
  • Natural convection of a magnetic fluid is different from that of Newtonian fluids because magnetic body force exists in an addition to gravity and buoyancy. In this paper, natural convection of a magnetic fluids (W-40) in annular pipes was studied by experimentally. Inside wall was kept at a constant temperature (25 $^{\circ}C$), and outside wall was also held at a constant but lower temperature (20 $^{\circ}C$). The magnetic fields of various magnitude were applied up. This study has resulted in the following fact that the natural convection of a magnetic fluids was controlled by the direction and intensity of the magnetic fields.

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Finite-EIement Analysis with Localized Functional for Alternating Magnetic Field Problems (국부범함수를 사용한 교류자장 문제의 유한요소 해석)

  • 김원범;정현교;고창섭;한송엽
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.1 no.2
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    • pp.79-84
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    • 1991
  • A variational approach employing localized functional is presented to solve alternating magnetic field problems with open boundary. The functional used in the approach consists of the domain integral of finite element region only and the boundary integral of the interfacial boundary between the finite and infinite element regions. The boundary integral is obtained by transforming the infinite domain integral for the infinite element region into the interfacial boundary integral. The proposed algorithm is then applied to a simple two-dimensional problem where the analytic solutions are available. It is shown that the algorithm makes it possible to yield good agreements between the numerical and analytic solutions. and that it requires less computer storage memory and computation time than the conventional finite element method due to the reduction of the computing region.

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An Analysis of Magnetic Flux Distribution for Deciding an Electric Leakage at the Metal Surface (금속 표면에서 누전 판단을 위한 자속 분포의 해석)

  • Park, Geon-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2013.01a
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    • pp.257-258
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    • 2013
  • 본 연구에서는 피복 손상으로 주변 도전체를 통해 누전되었을 때 그 주변의 자장을 검출하여 누전 여부를 판단할 수 있는 장치개발을 하기 위하여 우선 표면 누전에 의한 전류의 흐름을 조사하고, 전류에 의한 자장을 검출하기 위해 센서를 제작한다. 코어는 요크 타입을 적용하였으며, 코일은 0.5[mm] 동선을 4,000회 감았다. 실험 환경은 전선 피복 손상에 의한 금속 표면에 누전되는 상황을 모의하였으며, 부하는 40[W], 400[W], 1,400[W]를 적용하였다. 센서는 표면에 발생되는 자장을 검출할 수 있도록 2축으로 구성하였으며, 전선 주변 및 누전된 금속 표면에서 거리 및 각도 변화에 따른 자장을 검출하였다.

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지구의 비쌍극자 자장과 편각

  • Park, Chang-Go
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 2010.04a
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    • pp.53-53
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    • 2010
  • 지표위의 어떤 지점에서의 지구자기의 수평분력 방향과 진북방향 사이의 각을 편각(Declination)이라고 정의한다. 쉽게 말하면 편각은 나침반의 자침이 가러 키는 방향과 진북방향과의 사이 각을 말한다. 대부분의 사람들은 나침반의 자침이 북자기극(North magnetic pole)을 가러킨다고 잘못알고 있다. 지구 다이나모설(Geodynamo theory)에 의하면 주로 철(약 90%)로 구성된 외핵 속에서 계속 생성 유지되고 있는 복잡한 (각각 나선형(helical)의 회전축에 대체로 평행하거나 평행하지 않은) 대류(Convection currents)에 수반하는 전류가 복잡한 지구자기장을 형성한다. 지표상에서 측정한 지구자기장의 자료를 Spherical harmonic analysis 으로 분석하면 한 개의 커다란 쌍극자(Dipole) (Inclined geocentric dipole 또는 주된 자기장(Main field) 이라고 부름), 적도쌍극자(Equatorial dipole), 4극자 (Quadrupoles), 8극자(Octupoles) 등의 여러 개의 크고 작은 쌍극자들의 총합이 지구자기장의 근원인 것처럼 해석되고 있다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 외핵에서 생성된 천체 자기장에서 Main field를 제거한 나머지 자기장과, 상부 맨틀(upper mantle), 지각 및 지표상에 존재하는 인공 물체 또는 암석 및 광석 등의 잔류자기 및 유도자기 그리고 지형 등의 영향으로 결정된다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 태양풍(Solar wind)과 전리층 사이의 상호작용 등의 외부자장(external field)의 영향도 받는다. 비쌍극자 자장(Non-dipole field)은 지표상에서 측정되는 총자기장에서 외핵에서 생성된 주된 자기장(Main field) 즉, 지구의 회전축에서 약 11.5도 기울어진 쌍극자 자장을 제거하고 남는 자기장을 말한다. 따라서 편각은 비쌍극자자장의 영향을 가장 많이 받는다. 비쌍극자 자장은 정지한 상태의 자장(standing field) 과 매년 서쪽으로 약 0.2도 움직이는 Westward drift하는 자장으로 크게 두 가지로 구분된다. 쌍극자 자장의 방향은 매우 느리게 변하지만 그 세기는 현재 비교적으로 빠르게 약해지고 있다. 비교적으로 매우 빠르게 변하는 비쌍극자 자장의 변화를 영년변화(Secular variation) 이라고 한다.

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

  • Seo, Jae-Hyeong;Lee, Moo-Yeon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.997-1002
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    • 2013
  • The article is aiming to investigate the thermal-fluidic characteristics of magnetic fluid in a cavity using GSMAC (generalized-simplified marker and cell method). The transport equations of the magnetic fluid are including the continuity equation, momentum equation and energy equation for natural convection and Maxwell equation and magnetization equation of magnetite nano-sized particles motion. In addition, the heat transfer characteristics such as temperatures and Nusselt numbers and flow characteristics such as streamlines and isotherms of the magnetic fluid were analyzed with the intensity and direction of the magnetic fields. As a result, the thermal-fluidic characteristics of the magnetic fluid in a cavity were could be controlled by the intensity and direction of the magnetic fields.