The effect of minor element additions (Ca, Al) on microstructural change and magnetic properties of Fe-Nb-Cu-Si-B alloy has been investigated, in this paper. The Fe-Si-B-Nb-Cu(-Ca-Al) alloys were prepared by arc melting in argon gas atmosphere. The alloy ribbons were fabricated by melt-spinning, and heat-treated under a nitrogen atmosphere at $520-570^{\circ}C$ for 1 h. The soft magnetic properties of the ribbon core were analyzed using the AC B-H meter. A differential scanning calorimetry (DSC) was used to examine the crystallization behavior of the amorphous alloy ribbon. The microstructure was observed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM). The addition of Ca increased the electrical resistivity to reduce the eddy current loss. And the addition of Al decreased the intrinsic magnetocrystalline anisotropy $K_1$ resulting in the increased permeability. The reduction in the size of the ${\alpha}$-Fe precipitates was observed in the alloys containing of Ca and Al. Based on the results, it can be concluded that the additions of Ca and Al notably improved the soft magnetic properties such as permeability, coercivity and core loss in the Fe-Nb-Cu-Si-B base nanocrystalline alloys.
In this study, an application of Finite Element Method which, in principle, based on variational calculus has been presented for the two-dimensional analysis of magnetic flux distribution in the shell type core of single phase transformer. The necessary stationarity condition of energy functional and boundary conditions were determined under the assumptions that the electromagnetic field considered is stationary and that the effect of eddy current is negligible. In the process of application the domain of magnetic field was divided into triangle subsectional elements and then the matrix equations were constructed for the respective triangular element and for those of all after the manipulation of minimization process to the vector potential of magnetic field at the each vertex of the element. Furthermore the numerical computation for the equations was guided by the Gaussian Elimination Methods. As the results obtained, it is found that the aspect of magnetic flux distribution inside the core as well as the leakage flux profile at the vicinity of the inner leg of the core is not much different from the well-known distribution profile of magnetic flux, however, the procedure shows to possess the merit of the uniquely deterministic nature for the flux distribution at the desired points.
Dual electromagnetic sensor is used for sensing the weld line. The sensor consists of excitation and two sensing coil wound over the ferro-magnetic core. By using the dual sensor, the effect of noise is minimized. It is based on the generation of eddy currents in the welding plate by passing current through the excitation coil. The sensor can be used to track the butt joints having no gap between them, where a vision based sensor fails to track. Sensor sensitivity depends on the number of coil turns, frequency of excitation, distance of a sensor from the work piece, diameter of core, etc. The whole system consists of a sensor, a signal processing board, a motion controller and a personnel computer (PC). The raw sensor signal is processed using the signal processing board. It consists of amplification, rectification, filtering, averaging, offset adjustment, etc. Based on sensor data, the motion controller adjusts the position of a welding torch.
포탄에 묻혀있는 탐지코일에서 유도되는 전압으로부터 총구를 떠나는 포탄의 초기속도를 계산하기 위하여 링 형태의 자석, 요크 및 탐지코일로 모델을 구성하였다. 자기장 해석에 의해 탐지코일의 유도전압에서 구한 마스터 곡선으로부터 포탄의 초기속도를 구할 수 있다. 탐지코일의 유도전압은 포탄에 묻혀있는 탐지코일 직경의 크기에 영향을 받는데, 직경의 크기가 증가하면 유도전압도 비례하여 증가한다. 탐지코일에서 유도되는 전압의 직경 효과를 감안한 초기속도 변화에 대한 정보를 입력하면 목표에서 포탄이 정확하게 폭발할 수 있다.
본 연구에서는 잠제의 평면배치형상(이안거리, 개구율)에 따라 해빈상을 전파하는 풍파의 처오름 높이 변화특성을 논의하기 위하여, 파 투과성구조물 해빈의 상호간섭을 직접해석할 수 있는 3D-수치모델(LES-WASS-3D; 허와 이, 2007)을 이용하였다. 먼저, 기존의 수리모형 실험치와 본 연구의 계산치를 비교 검토하여 이용한 수치모델의 타당성 및 유효성을 검증한 후, 잠제 2기의 평면배치의 변화에 따른 수치시뮬레이션을 실시하였다. 결과로서 얻어진 잠제 주변의 파고분포 및 상층흐름 특성 등과 관련하여 연안에서의 처오름 높이를 검토한 결과, 처오름 높이 감소에 효율적인 잠제의 이안거리는 $Y/L_i=1.50{\sim}1.75$, 개구율은 $W/L_r=0.50$인 것을 확인하였다.
두께 1 ${\mu}m$ 정도의 연자성 Fe-Si-Cr 합금 박편을 편상화 가공을 실시한 그대로 및 500과 $700^{\circ}C$에서 1시간 어닐링한 후 이를 폴리머 중에 분산시켜 준마이크로파 대역의 전자파 노이즈 억제용 복합 시트를 제조하여, 자성 합금의 열처리가 전자파 전송 손실(전력 손실)에 미치는 영향을 조사하였다. 합금 분말을 어닐링하지 않은 것이 어닐링한 분말을 사용한 경우보다 수 GHz의 주파수 대역에서 전력 손실의 크기가 증가하였다. 이 때 복소 투자율의 허수항 크기도 어닐링을 하지 않았을 때 더 큰 값을 나타내었는바 편상화 가공 상태의 자성 분말을 사용한 복합 시트가 우수한 전자파 노이즈 흡수 특성을 가지며, 이에는 그의 높은 복소 투자율의 허수항 크기가 기여하고 있는 것으로 판단되었다. 반면 편상화 시킨 합금 박편을 어닐링 한 경우에는 와전류 효과의 증대에 따라 복소 투자율이 낮아지고 따라서 전력 손실도 저하되는 것으로 생각되었다.
The analysis on the bus bar effect is conducted to develop a cost effective 24kV/2,000A switchgear. The temperature enclosures and bus bars could rise due to several heat sources such as eddy current losses and copper losses. Therefore, a study on the characteristics of the electric field intensity and electromagnetic loss according to the bus bar size in a bus bar compartment is essential to design a electrically reliable high voltage switchgear. It is investigated that the electromagnetic influence to the temperature rising and the dielectric stability according to various bus bar sizes by using finite element method(FEM). The electric field intensity and electromagnetic loss according to various bus bar sizes are calculated to design a reliable and a high voltage switchgear. As results, it is found that the electromagnetic loss and the dielectric stability of bus bar could be determined by a bus bar size. It means that a cost effective 24kV/2,000A high voltage switchgear could be developed by selecting the proper size of a bus bar. Also, it is recognized that the electromagnetic characteristics according to various bus bar sizes in order to design an electrically stable high voltage switchgear when the enclosure size is determined as a fixed value. Futhermore, studies on the various nominal voltage class and bus bar sizes will be conducted to develop a cost effective high voltage switchgear.
This study aims at modeling boundary layers (BLs) encountered in sparse and built environments (i.e. open, suburban and urban) at the subsonic Wind Tunnel (WT) at Ryerson University (RU). This WT has an insignificant turbulence intensity and requires a flow-conditioning system consisting of turbulence generating elements (i.e., spires, roughness blocks, barriers) to achieve proper turbulent characteristics. This system was developed and validated in the current study in three phases. In phase I, several Computational Fluid Dynamic (CFD) simulations of the tunnel with generating elements were conducted to understand the effect of each element on the flow. This led to a preliminary design of the system, in which horizontal barriers (slats) are added to the spires to introduce turbulence at higher levels of the tunnel. This design was revisited in phase II, to specify slat dimensions leading to target BLs encountered by tall buildings. It was found that rougher BLs require deeper slats and, therefore, two-layer slats (one fixed and one movable) were implemented to provide the required range of slat depth to model most BLs. This system only involves slat movement to change the BL, which is very useful for automatic wind tunnel testing of tall buildings. The system was validated in phase III by conducting experimental wind tunnel testingof the system and comparing the resulting flow field with the target BL fields considering two length scales typically used for wind tunnel testing. A very good match was obtained for all wind field characteristics which confirms accuracy of the system.
구조 및 전기적 제약조건을 고려한 전자력 발사기의 최적설계에 대해 연구하였다. 펄스형 대전류가 흐르는 발사기의 단면적이 최소화되었으며 각 요소(레일, 측면벽, 세라믹 및 강철)의 허용응력과 예하중을 고려하였다. 전기적 제약조건은 발사기의 성능을 저하시키는 와전류 효과를 방지하기 위한 세라믹의 두께로 정하였다. 90mm발사기의 설계에서 응력해석과 최적화는 ANSYS코드를 사용하여 수행되었다. 예하중을 받는 최적설계에서는 예하중을 받지 않는 최적설계보다 53%의 단면적이 감소되었다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 발사기의 성능이 가장 양호하다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 Fahrenthold 연구결과와 비교하여 9%의 변형량 감소와 10.4%의 변형량 감소를 얻었고, 예하중도 186Mpa에서 59.8Mpa로 감소되었다. 연구결과는 설계 요구조건을 충분히 만족시켜 주고 있음을 보여 주었다.
두께 10$\mu\textrm{m}$ 이하의 코발트계 극박형 비정질합금의 진공중 용탕급냉방법에 의한 제조조건과 자기적 특성에 대해 연구되었다. 구리 냉각롤의 회전 선속도를 55 m/s로 하였을 때, 0.05 kgf/cm2 이하의 용탕분사압 조건에서 극박형 리본이 얻어졌다. 합금 두께는 용탕분사 가스압력의 감소에 비례하여 직선적으로 감소하였으며, 이와 동시에 폭의 감소도 함께 일어났다. 이는 극박형 합금을 만들기 위해 용탕분사압을 극단적으로 감소시키면 노즐구의 양단부에서 용융금속과 노즐 사이의 마찰효과가 크게 나타나 유효분사압이 현저히 감소하는 데에 기인하는 것으로 해석되었다. 저주파(1 kHz) 실효투자율은 대략 2차 함수의 관계로 리본 두께의 감소에 따라 저하되었다. 반면 보자력은 두께의 감소에 반비례하여 증가하였는데, 이들 현상은 거의 전적으로 표면효과의 증대에 의한 자벽이동의 억제에 그 원인이 있는 것으로 판단되었다. 그러나 고주파(1 MHz) 실효투자율은 두께의 감소에 따라 증가하였는바 이는 와전류 발생이 억제되어 자기장 방향으로의 자화회전이 보다 용이해지기 때문으로 생각되었으며, 결과적으로 극박화에 의해 MHz 대역에서 우수한 저손실 성질을 나타내는 자심 특성의 실현이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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