경락선상에서 침을 이용한 침술효과가 서양과학에 의해 현재까지 증명되지 않고 있다. 본 연구에서는 일반 수기침술에 의한 전기적 해석에 근거하여 수기자침을 사용하지 않고 전자기장 자극을 통한 경락전위변화를 측정함으로써 통증치료에 유의한 자극 시스템을 개발하였다. 특히 전자계를 발생시키고 집중시키기 위해서 전극 코어의 자성체에 코일을 감아 인가전류에 따른 자속밀도(강도)를 다양하게 발생시킬수 있도록 설계하였다. 자극모드도 다양하게 선택할수 있어서 다양한 치료효과를 기대할수 있도록 하였다. 유의성 평가를 위해 족양명위경상의 상거허혈과 하거허혈에 전극을 부착하고, 족삼리에 전자기자극을 하여 두 경혈점 사이에서 임피던스 변화에 따른 경락전위를 측정하였다. 그 결과, 수기자극에서 측정된 전위패턴과 유사한 전위를 관찰하였으며, 다양한 자극에 대한 반응특성도 확인하였다. 따라서, 비침습 전자기장 자극을 통한 인체의 유도전류를 유발시킬수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 솔레노이드의 자기 이론과 시뮬레이션을 통해 해석의 정확성을 검증하였다. 솔레노이드는 간단한 구조와 빠른 응답성을 바탕으로 기계 산업, 의료 등의 분야에 활발히 사용되어지고 있다. 솔레노이드 엑츄에이터는 전자기력을 활용하며 전류를 인가시키면 자기장이 형성되어 자기력을 발생시키고 플런저를 직선운동 또는 회전운동으로 구동을 시키는 장치이다. 이론 해석은 Biot-Savart's law를 통해 축방향 및 반경방향 자기장 (Magnetic flux density, B)의 값을 구했으며, 임의의 점 P에서의 자기장 값도 계산하였다. Ansys의 Magnetostatic Analysis를 이용하여 해석 시뮬레이션을 진행하였고, 그 결과를 비교하여 이론과 해석의 유사성을 살펴보았다. 비교 결과를 통해 오차 범위 안에서 error값이 존재함을 알 수 있었고, 따라서 정확성을 검증할 수 있었다.
RF magnetron reactive sputtering 법으로 Fe-Zr-N 박막을 제작하여 열처리 온도와 질소 분압의 변화에 따른 포화자화, 보자력, 고주파에서의 투자율 그리고 열적 안정성을 조사하였다. Fe-Zr-N 박막은 비정질과 결정질의 경계 조성인 $Fe_{72-78}Zr_{7-10}N_{15-18}$의 조성범위에서 연자성을 나타내었다. 이러한 박막은 포화자속밀도 1.55 T, 1 MHz에서의 실효 투자율은 3000 이상의 연자성을 나타내고 열처리 온도 $550^{\circ}C$ 까지도 실효투자율 2500 정도의 열적 안정성을 나타내었다. X-선 회절 분석 결과 열처리에 의해서 ZrN 미결정이 석출하여 $\alpha-Fe$ 결정 성장이 억제되어 우수한 연자기적 성질이 나타난다고 판단된다. 이때 $\alpha-Fe$ 입자 크기는 $40~50\AA$, ZrN의 입자 크기는 $10~15\AA$이었다.
플라스틱 자석에는 균일한 자장분포와 높은 자기특성을 얻기 위해서는 균질화된 혼합물이 요구되며, 이를 위해서는 적절한 혼합경로와 혼합물의 균질도 평가방법이 필수적이다. 본 연구에서는 Sr-ferrite/EVA 플라스틱 자석에서 혼합균질도의 평가방법과 혼합균질도가 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 회분식 혼합기와 단축압출기를 이용하여 균질도가 서로 다른 혼합균질도를 조사하였다. 토크센서를 이요한 혼합시 토크변화 측정방법은 임계분말충전율 결정에는 효과적인데 반해 혼합균질도 평가에는 적합하지 않았다. 이그이방성 플라스틱 자석의 분말이방화율을 이용한 균질도 평가방법은 정밀도는 높으나, 시편제조와 측정에 고가의 장비와 필요하고 자성분말 혼합물 이외에는 이용될수 없다. 모세관 레오미터를 이용한 압출압력변화 측정방법은 정밀도가 높고 측정이 간편하여 효과적이었다. 혼합물의 균질도가 증가함에 따라 분말이방화율이 증가하였으며, 분말이방화율의 증가에 따라 잔류자속밀도는 직선적으로 증가하였다.
본 논문에서는 코일건 발사 시스템의 성능 향상을 위한 솔레노이드 설계에 대해 연구하였다. 즉, 코일건 솔레노이드의 코일 직경에 따른 피투사체의 발사속도에 대한 분석을 수행하였다. 코일건은 자기력을 이용하여 피투사체를 발사시키는 시스템이다. 솔레노이드에 순간적으로 큰 전류를 흘려주면 코일 주위에 순간적인 자기장이 만들어지고, 발사체는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 코일의 중심 방향으로 자기력을 받아 발사된다. 피투사체의 발사 속도는 솔레노이드 코일이 생성하는 자기력과 비례한다. 하지만, 솔레노이드 코일은 규격에 따른 최대허용 전류가 존재한다. 따라서, 한계 전류 내에서 피투사체에 작용하는 자기력이 최대가 되는 솔레노이드 코일의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 솔레노이드 코일의 설계를 위해 AWG(American Wire Gauge)6부터 AWG18까지의 코일의 직경에 따른 최적의 권수를 찾아서 발사가능여부와 그에 따른 발사속도를 비교 분석한다.
고특성 영구자석은 하이브리드 및 전기자동차의 구동모터와 풍력발전에 적용되면서 크게 주목을 받고 있다. Nd-Fe-B 영구자석은 가장 높은 최대자기에너지적을 가지고 있지만 고온(${\sim}200^{\circ}C$)의 구동환경에서는 보자력이 급격히 감소하기 때문에 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 그러므로 큰 보자력을 가지는 Nd-Fe-B 영구자석에 대한 개발이 요구되고 있다. Nd-Fe-B 소결자석에서 보자력을 증가시키기 위해서는 Nd를 Dy 또는 Tb으로 치환하면 쉽게 증가시킬 수 있다. 그러나 이들 원소는 Fe와 반강자성 결합을 하여 잔류자속밀도를 낮추고, 적은 매장량과 한정된 지역에 편재되어 있어 수요급증에 따른 자원수급 및 가격 급등의 문제를 가지고 있다. 따라서, Dy 및 Tb과 같은 중희토류를 사용하지 않거나 최소한의 양을 사용하여 보자력을 증가시키고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 중희토류 원소의 저감 및 대체에 대한 연구들을 소개하고자 한다.
철도차량용 직류 고속도 차단기(HSCB)는 주 회로에 흐르고 있는 전류를 정상 차단시 아크 슈트 내부에서 발생아크를 소호하여 접지사고를 방지하는 기능으로 사용되고 있다. 선로에 사용되는 접촉기의 개방시에 발생하는 아크를 연구하기 위하여 아크 구현, 외부자계 등에 의한 효과적인 아크 소호의 방식 정립 및 아크 자기 구동력의 해석이 필요하다. 본 논문은 전자접촉기의 정상 차단시 발생하는 아크를 자속밀도 차와 로렌츠력을 통하여 소호능력을 예측하였다. 아크 슈트 내부의 그리드 개수와 형상은 내부 자계 형성에 영향을 미치므로, 유한 요소법을 이용하여 그리드의 변화에 따른 아크 소호능력을 연구하였으며 정격전압에 따른 그리드의 소호능력 평가와 그리드 형상 특성을 해석하였다.
실리카는 다양한 산업용 소재로 이용되고 있으며, 특히 불순물의 함량이 적은 고품위 실리카는 전자소재인 LCD 및 OLED 등의 원재료로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 물리적 정제방법인 자력선별 방식에 의한 실리카의 고순도화 연구를 위해 세 가지 형태의 자력 선별기를 고려하여 $SiO_2$와 $Fe_2O_3$를 대상으로 전산모사를 실시하였다. 전산모사 결과, $Fe_2O_3$ 입자를 끌어당길 수 있는 유효면적이 자력선별의 매우 중요한 변수로 작용함을 확인하였으며, $SiO_2$ 입자의 손실율 및 $Fe_2O_3$ 입자의 제거율은 입자의 크기와 유속에 매우 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 입자크기 $10{\mu}m$, 유속 0.2 m/s의 조건에서 가장 우수한 분리효율의 확보가 가능하였으며, 자력선별기의 구성에 있어 입자의 크기, 유속, 자속 밀도가 매우 핵심적인 변수임을 증명하였다.
본 논문은 페라이트 자석 직류전동기의 치수제원 및 특성계산에 필요한 설계식을 도출하고 이로부터 파라메타 서베이법을 적용한 반복계산에 의해 치수설계를 행하는 방법을 제시하였다. 그 계산결과와 공시 전동기와의 치수제원을 비교, 검토하여 다음과 같은 사실과 설계방법의 타당성을 밝혔다. (1)파라메터로 설정한 치수비 $\mathfrak$ 및 극호비 ${\alpha}_2$는 치수제원 및 전동기 성능에 밀접한 관계사 있으며, 이 값들이 합리적인 치수결정에 있어 중요한 요소가 된다. (2)페라이트 자석의 동작점 퍼미언스계수를 자속밀도비 ${\gamma}$만의 함수로 표시함으로써 자석부피의 최소화를 가능하게 하였다. (3)슬롯 내에 잇는 도체의 동손면적밀도를 고려하여 제시한 토오크 식은 페라이트 자석 직류정동기의 치수결정에 유용함을 보였다.
본 연구에서는 네온 변압기를 세라믹 계열의 압전 변압기를 이용한 인버터식 네온관용 변압기를 제안하였다 인버터식 네온관용 압전 변압기의 주요 구성은 정류부, 발진부, 공진형 하프브릿지 인버터회로부 및 압전 변압기부로 구성 제작하였다. 네온관용 변압기는 지금까지 개발된 압전 변압기 용량 보다 대부분 큰 용량을 필요로 하고 있기 때문에 압전 변압기의 용량 증가를 위해 병렬 구동하였다 이때 병렬로 연결된 단층형 압전 변압기간 내부 임피던스 값의 불일치로 발생하는 불평형 전류를 최소화 하기 위하여 압전 변압기별로 LC 필터값을 분석 부착하여 전압의 왜곡율을 최소화 하여 안정된 정현파 출력을 구현하였다. 그리고 이를 컴퓨터 시뮬레이션 실험과 실제 네온관 부착 실험을 통하여 전력 밀도와 절연 레벨이 높고, 누설 자속이 없는 소형, 경량화된, 압전 변압기를 적용한 인버터식 네온관용 변압기가 기존의 자기식 네온관용 변압기 보다 우수함을 비교 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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