13.56 MHz 무선 에너지 전송 시스템의 효율적인 전자파 장해(EMI) 측정 및 분석 방법을 제안한다. 두 루프 안테나가 자유 공간과 PEC면 위에 있는 두 가지 경우에 대하여 영상법과 쌍대성을 이용하여 자계 결합 시스템의 등가회로 모델링 분석을 통하여 각 루프에 흐르는 전류 및 발생하는 전자장을 수식적으로 표현한다. 여기서 완전 도체(Perfect Electric Conductor: PEC)는 완전 도체의 무한한 평면의 형태를 가지며, 이후에는 PEC면이라고 지칭한다. 원점에서 부터 관측 지점까지의 거리보다 충분히 가까운 지점에서의 최대 전자장의 크기를 이용하여 원점에서 충분히 떨어진 지점의 최대 전자장의 크기를 이론적으로 유추할 수 있다. 근거리에서의 자기장의 크기로 이론적으로 유추한 10 m 떨어진 위치에서의 최대 전자장의 크기와 상용 수치 해석 툴을 이용하여 구한 10 m 떨어진 위치의 최대 전자장의 크기를 비교, 분석하였다. 또한, 이론적으로 구한 최대 자기장의 크기를 바탕으로 방사성 장해 허용 기준을 만족하는 최대 허용 전력의 크기도 쉽게 구할 수 있다.
The demand of high speed machining is increasing due to the high speed cutting and grinding provides high efficiency of process, short process time, improved metal removal capacity and better surface finish. Active magnetic bearings allow much high surface speed than conventional ball bearings and therefore greatly suitable for high speed cutting or grinding. This paper describes a design process of an active magnetic bearing system for a high speed grinding spindle with power 5.5kW and maximum speed 60,000rpm. Magnetic actuators are designed by the magnetic circuit theory considering static load condition, and examined with FEM analysis. Dynamic characteristics are also considered, such as bandwidth, stiffness, natural frequency and static deflection. System characteristics are simulated with a rigid rotor model.
"논어"의 시작이 되는 "학이"1:1은 학(學)을 통하여 군자에 도달하는 과정을 서술하였다면, 마무리가 되는 "요왈"20:3은 군자의 요건을 진술하는 것으로 상호 보완관계에 있는 구절이다. 이 글의 목표는 이 두 구절에 대해 다산의 주석이 지닌 의의를 고주(古注) 및 주자(朱子)의 주석과 대비를 통해 살펴보는 것이다. 이를 위해 우리는 먼저 "논어"를 시작하는 장과 마치는 장에 대한 고주 및 주자의 주석을 살펴보고, 이에 대한 다산의 비평과 주석을 검토하여, 다음과 같은 결론에 도달하였다. 먼저 "학이"1:1장에 대해 고주는 선왕의 경업을 평생 연중 일중에서 연령-시기별로 송독(誦讀) 수습(修習)하여, 사(師) 장(長) 군(君)으로 성장하는 과정에 대한 기술로 해석하였다. 그리고 주자는 여기서의 학(學)은 자기완성의 성학(聖學)으로서 천명(天命)으로 우리에게 주어진 본성의 선을 밝혀 그 처음을 회복하는 것이며, 이 장은 자기완성(成己)에서 시작하여 남에게 미치고(及人), 그런 다음 덕을 완성(成德)하는 구조로 되어 있다고 하였다. 이에 대해 다산은 전체적인 구조상에서는 주자의 해석에 동의하지만, 여기서 제시된 학(學)의 개념에 대해서는 비판적인 입장을 취하여, 주자가 미미한 것으로 간주한 어떤 대상에 관한 학(농학 등)에 대해서는 그것이 지닌 본래의 지위를 회복하려고 시도하였다. 마지막 장(부지명(不知命))의 해석에서 고주는 여기서의 명(命)을 궁곤(窮困) 현달(顯達)의 천분(天分)으로 해석하였고, 주자 또한 기(氣)의 측면으로 사생 요수 부귀 귀천의 운명(運命)이라고 해석하였다. 그런데 다산은 경전에 제시된 명(命)은 이러한 운명의 개념에만 제한되지 않는다는 점을 지적하면서, 하늘의 명령으로 인간에게 주어진 내재적인 명(命)(천명지위성(天命之謂性))의 의미를 우선적으로 제시하여 이 구절을 해석하였다. 다산은 이러한 명(命)개념 재정립은 군자를 주체적 자각적 인간으로 재정립하는 데에 기여하였다고 하겠다고 생각된다.
자성유체는 액체상태의 강자성체로서 가해진 자계의 세기에 따라 유체의 형상이 변하며, 이러한 유체의 형상변화는 자계의 세기를 다시 변화시키므로 자성유체를 응요한 기기를 해석하기 위해서는 유체의 형상과 자기장을 동시에 구해야 한다. 본 논문에서는 중력, 압력 자계의 세기 등에 따라 변하는 자성유체의 형상을 기존의 간략화된 가정 없이 직접 구하기 위하여 비선형 유한요소법과 유체방정식을 모두 해석할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 본 방법을 이용하여 각각의 외부조건에 상응하는 자성유체의 형상을 구하였고 실험을 통하여 얻은 유체 형상과 비교하였으며 이를 토대로 자성유체의 양과 치(pole piece)의 형상변화에 따른 빌봉시스템의 내압 특성을 해석하였다.
이 논문에서는 소형 다층 구조물의 진동제어에 적용하기 위한 복합모드의 자기유변유체(MR) 감쇠기를 개발하였다. 우선, 도식적으로 전단, 유동, 복합모드 MR감쇠기의 형태를 설계조건과 함께 표현하였고, 각각의 모드에 대하여 자기장에 따른 감쇠력을 예측하기 위한 해석모델을 유도하였다. 다음으로 적당한 크기의 복합모드 MR감쇠기를 제작하고 자기장에 따른 감쇠특성을 시간영역에서 평가하였다. 마지막으로 지진하중을 받는 소형구조물에 제작된 MR감쇠기가 준능동 제어기로 제어하였을 때의 성능을 수치적으로 평가하였다.
This paper is to suggest a concept design of the permanent magnet type magnetic resonance imaging (MRI) device based on the parameter optimization method. Pulse currents in the gradient coils will introduce the effect of eddy currents in the ferromagnetic material, which will worsen the quality of imaging. In order to equalize the magnetic flux in the MRI device for good imaging, the eddy current effect in the ferromagnetic material must be taken into account. This study attempts to use the design of experiment (DOE) and the response surface method (RSM) for equalizing the magnetic flux of the permanent magnet type MRI device using that the magnetic flux can be calculated directly using a commercial finite element analysis package. As a result, optimal shapes of the pole and the yoke of the PM type MRI device can be obtained. The commercial package, ANSYS, is used for analyzing the magnetic field problem and obtaining the resultant magnetic flux.
스피커 드라이브 설계에 있어 부품 단계의 물리적 특성과 자기회로부의 전자장 유한요소 해석 결과를 적용하여 드라이브의 TS 파라미터, 주파수 응답 특성 및 전기 입력 임피던스 특성을 예측할 수 있는 기법을 제안한다. 중량 감소 및 비대칭 자속 밀도 분포를 개선하기 위한 설계에 있어서 주파수 응답 특성과 전기 입력 임피던스 특성의 예측 결과는 실측치와 잘 일치하였으며, 비대칭 자속 밀도 분포의 해석을 통하여 2차 고조파 왜곡 특성의 향상 등에 응용될 수 있을 것이다. 제안된 기법은 자기회로부 설계에 있어서 시행 착오의 과정을 줄이는데 이용되어 질 것으로 기대되며, 또한 설계 초기단계에서 목적의 드라이브 구성 부품을 선택하는 지침을 제공하는데 이용될 수 있을 것이다.
메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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