자속밀도를 미지변수로 한 자계해석

김상복(Sang-Bok Kim),이창우(Chang-Woo Lee) 산업기술교육훈련학회 2011 산업기술연구논문지 (JITR) Vol.16 No.4

In magnetic field analysis, designer and analyst are interested in the magnitude of magnetic flux density. To determine this quantity accurately, the associated electromagnetic field problem must be solved. Since continuity of magnetic flux density on the boundaries of elements is not satisfied, vectorpotential is used as an unknown variable and then differentiated to obtain the magnetic flux density. To solve this problem, this paper use the magnetic flux density directly as an unknown variable. The formulation of this new method and its application to two-dimensional and axisymmetrical magnetic fields are explained and shown. The calculated error of the magnetic flux density using the new proposed technique is compared with that obtained by the traditional finite element method for an infinitely long line model of known solution. The comparison shows that the new technique produced better results than the traditional one in terms of three-dimensional fields and eddy current problems.

고온초전도 GdBCO 박막 선재의 자기적 특성

박병두,송규정 한국물리학회 2017 새물리 Vol.67 No.11

시판 중인 고온초전도 GdBCO coated conductor (CC) 박막선재 시편들에 대하여 물성특성 측정시스템 (physical property measurement system, PPMS)을 이용한 4-단자 통전법 및 마그네토미터 자화법 등을 통해 기본적인 전기적 및 자기적 초전도 특성들을 조사하였다. $T_c$ 근처 영역에서 $H_{irr}(T)$ 데이터들은 멱-법칙 관계식 $H_{irr}$ = $H_{irr}(0)(1-T/T_{c})^{n}$에 매우 잘 일치하였고, 유사하게 $H_{c2}(T)$ 데이터들은 $T_c$ 근처 영역에서 BCS 형태 함수 관계식인 $H_{c2}$ = $H_{c2}(0)[1-(T/T_{c})^{\alpha}]^{\beta}$에 잘 일치하였다. 한편, 자기모멘트 $m$의 $H$의 의존성 $m(H)$을 측정하여 비가역자기모멘트 $\Delta m_{irr}$을 구하고, Bean 모델을 적용하여 GdBCO CC의 $J_c$을 구한 후, $J_c \propto H^{-\delta}$ 관계식의 $\delta$ 값으로부터 자속거동 특성을 조사하였다. $T_c$ 근처에서 인가하는 자기장이 GdBCO CC 시편의 ab-평면에 평행한 경우의 $\delta$ 값이 c-축에 평행할 때 보다 2배 이상 크지만, 온도가 감소할수록 $\delta$ 값들의 차이가 점차적으로 줄어들었다. The basic electrical and magnetic superconducting properties of the commercially available High-Temperature Superconductor (HTS) GdBCO coated conductor (CC) specimens were investigated by using both a four-probe method and a magnetometer magnetization method with a physical property measurement system (PPMS). The $H_{irr}(T)$ data in the region near the superconducting temperature $T_c$ coincided very well with the power-law relation $H_{irr}$ = $H_{irr}(0)(1-T/T_{c})^{n}$. Similarly, the $H_{c2}(T)$ data agreed well with the Bardeen, Cooper, and Schrieffer (BCS) type function $H_{c2}$ = $H_{c2}(0)[1-(T/T_{c})^{\alpha}]^{\beta}$ in the region near the $T_c$. On the other hand, the irreversible magnetic moment $\Delta m_{irr}$ was obtained by measuring the magnetic moment $m(H)$. The Bean model was applied to obtain the related superconducting current density, $J_c$, of the GdBCO CC. The magnetic flux behavior was investigated from the relationship $J_c \propto H^{-\delta}$. At temperatures near $T_c$, the value of $\delta$ when the magnetic field was parallel to the ab-plane of the specimen was two times greater than the value of $\delta$ when it was parallel to the c-axis, but the difference between the $\delta$ values gradually decreased as the temperature was decreased.

Cu 불순물 층위에 성장한 MgB2 초전도 박막의 물리적 특성

임지천,송규정,강원남 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.12

The physical properties of several MgB2/Cu (0, 1, 4 and 8 nm)/Al2O3 superconducting films were investigated. The MgB2 films were fabricated on Cu (0, 1, 4 and 8 nm)/Al2O3 substrates by employing the hybrid physical-chemical vapor deposition (HPCVD) method, after depositing Cu-impurity layers of various thicknesses were deposited on Al2O3 substrate by using pulsed laser deposition (PLD). The measurements of the magnetic moment m(H) for the MgB2/Cu/Al2O3 films were carried out at temperatures between 5 K and 50 K in fields up to 6 T by using a physical property measurement system (PPMS) 9 T system. The MgB2/Cu/Al2O3 films with Cu-impurity layers of 0, 1, 4 and 8 nm thicknesses showed values of the onset temperature (Tc) of 39.5, 38.5, 39.0 and 39.0 K, respectively. For the MgB2/Cu/Al2O3 superconducting films, the α values in the relation Jc(∝ ΔM ∝ Δm) = H−α were estimated to be 0.888 ~ 0.987 at 10 K and 0.650 ~ 0.897 at 30 K for external fields applied parallel to the c-axis. The MgB2/Cu (4 nm)/Al2O3 film showed a notably low value of α = 0.650 and remarkably high magnetic properties over all magnetic fields used in their study because of the introduction of the flux-pinning effect. PLD 방법으로 사파이어 (Al2O3) 기판위에 1, 4 그리고 8 nm 두께의 Cu-불순물 층을 각각 증착시킨 Cu (1, 4 그리고 8 nm)/Al2O3 위에 HPCVD 방법으로 성장시킨 MgB2 초전도 박막 시편들에 대한 물리적 특성들을 조사하였다. MgB2/Cu (0, 1, 4 그리고 8 nm)/Al2O3 박막 시편들의 자기 모멘트 m(H) 측정은 PPMS 장비를 이용하여 온도 5 K와 50 K 사이의 온도 영역에서 자기장의 세기를 6 T까지 변화시키면서 실시하였다. 순수한 MgB2/Al2O3 초전도 박막의 임계전이온도 Tc는 39.5 K이고, Cu-불순물 층의 두께가 1, 4 그리고 8 nm인 MgB2/Cu/Al2O3 초전도 박막의 Tc는 각각 38.5 K, 39.0 K 그리고 39.0 K이다. 임계전류밀도 Jc와 관련된 Jc(∝ΔM ∝ Δm)=H-α 관계에서 인가하는 자기장이 c-축에 평행하고 온도 10 K일 때, 시편들에 대한 α 값은 0.888 ~ 0.987 정도로 서로 큰 차이가 없었다. 그러나 온도 30 K에서 ~ 값은 시편들에 따라 0.650 ~ 0.897 정도로 다소 큰 차이를 보였으며, Cu-불순물 층의 두께가 4 nm인 MgB2/Cu(4 nm)/Al2O3 시편의 α 값이 0.650으로 현저하게 낮고, 자속고정 효과로 인한 시편의 자기적 초전도 특성이 전체 자기장 영역에서 매우 향상되었다.

유한요소법을 사용한 MR 밸브의 설계

이종석(Jong Seok Lee),백운경(woon Kyung Baek) 한국자동차공학회 2005 한국자동차공학회 지부 학술대회 논문집 Vol.- No.-

This paper presents the design of a MR valve using finite element analysis. In this research, a MR valve is an important component of mono-tube shock-absorber for automotive application. Within the design range of an operation mode and geometry limitations of a MR valve, Performance of a MR valve is compared to explaining effects of geometry variations by implementing finite element analysis with nonlinear material property. Performance evaluation criteria of a MR valve are determined by magnetic flux density and magnetic field strength throughout the magnetic circuits.

MSM(Magnetic Shape Memory) 액추에이터 기본 특성 연구

박중호(J.-H. Park),윤소남(S.-N. Yun),함영복(Y.-B. Ham),이양래(Y.-L. Lee) 유공압건설기계학회 2019 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.6

MIL-STD-461의 자계내성시험 시 강자성체가 시험에 영향을 끼치는 결과 분석

박수찬(Soochan Park),김태호(Taeho Kim),박헌진(Heonjin Park),이헌수(Hounsoo Lee),곽병욱(Byeongwook Kwak) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2022 No.6

Numerous EMC (Electromagnetic Compatibility) tests on vehicle component are performed to verify its validity these days. Due to rapidly increasing high compacted and powered electronics in car, EMC is now one of difficulties to overcome. Every Vehicle manufacturer Company is facing this issue and trying to prevent any field hazard due to EMC. They have thorough EMC test regulation and process for comfortable and safe drive. Performing EMC test requires long experience and versatile capability. EMC engineer must care all possible variables can affect test result and judge whether test consequence is reliable or not. In this paper, research topic is focused on MI(Magnetic Immunity) test. First of all we present how component level MI test is performed. Then clarifying how some materials can disturb test will be explained by mathematical formula and Magnetic Circuit theory. At last we will see FEM simulation and experiment results from that disturbing. With this research, more time and cost efficient MI test method can be developed compared with existing test procedure.

연삭기용 직각 전자척의 자력특성에 관한 연구

맹희영(Hee-young Maeng),김성환(SungHwan Kim) 한국생산제조학회 2005 한국생산제조학회지 Vol.14 No.6

The new square electro-magnetic chuck, which can be used for the clamping devices on a grinding machine, is developed in this study to improve the convenience of grinding works. The various kinds of structures are recommended to find the most adequate magnetic characteristics through the analytical approach using finite element methods. The analyzed results are retrofitted to solve the drawbacks of previous models step by step by considering the magnetic fields, strength and distribution of drag force, and thermal deformations of chuck such as high parallelism and flatness. Finally the best recommended models is designed to satisfy the KS specifications required for the commercial magnetic chuck. The prototype chuck with this dimensions and structures is manufactured. For this final model, the experimental verifications are investigated whether the KS specifications are satisfied.

3차원 해석적 접근을 이용한 축방향 자속 영구자석 기기의 무부하 자계 해석

구민모(Min-Mo Koo) 한국자기학회 2024 韓國磁氣學會誌 Vol.34 No.4

본 논문은 축방향 자속 영구자석 기기의 무부하 자계 해석을 위한 3차원 해석적 접근에 대해 다루었다. 축방향 자속 영구자석 기기는 기계적인 특수성으로 인하여 3차원 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 반경방향으로 발생되는 프린징 효과와 누설 효과를 고려한 해석 방법을 제안하였다. 먼저, 슬롯 효과를 고려하기 위해 (i, z) 평면에서 단순화 모델과 해석해를 정의하였다. 유사한 접근 방식을 적용하여 (r, z) 평면에서 단순화된 모델과 해석해를 정의하였으며, 각 좌표계의 결과를 기반으로 3차원 해석적 접근에 대한 결과를 도출하였다. 3차원 해석적 방법으로 얻어진 결과는 유한요소해석 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다. In this study, we investigated an analytical approach for performing the electromagnetic field analysis of an axial flux permanent magnet machine (AFPM). Due to the mechanical specificity of AFPMs, three-dimensional (3D) analysis is essential, so we proposed an analytical method to consider the effect of leakage and fringing in the r-direction. Initially, we defined the simplified model and the analysis regions for considering the slotting effect of stator structure, which is an analytical method in the (i, z) plane. Using a similar approach, a simplified model and analysis domains were defined on the (r, z) plane. Additionally, results for a 3D analytical approach were derived based on these findings. Finally, the analytical results of flux density were compared with the 3D finite element analysis results, and the validity was verified.

Phase Field 모델을 이용한 매입형 영구자석 모터의 레벨셋기반 구조최적설계

임성훈(Sunghoon Lim),민승재(Seungjae Min),홍정표(Jungpyo Hong) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2010 No.5

금속 표면에서 누전 판단을 위한 자속 분포의 해석

박건호(Geon-Ho Park) 한국컴퓨터정보학회 2013 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1

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.