• 제목/요약/키워드: 전자기장 유한요소 해석법

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Wavelet-Galerkin 방법을 이용한 전자기장 문제의 수치 해석 (Numerical Analysis in Electromagnetic Problem Using Wavelet-Galerkin Method)

  • 조정균;임성기;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.174-176
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    • 1997
  • 편미분 방정식의 형태로 나타나는 많은 전자기장 문제들을 유한요소법이나 유한차분법 등의 수치해석적 방법으로 해결하려는 경우 시스템 행렬을 구성하게 된다. 이때 해석영역의 요소수가 많을수록 행렬의 조건수(condition number)는 다항식(polynomial) 증가를 갖게 되며, 이는 풀어야 할 선형시스템에서 반복 연산 과정의 속도를 떨어뜨리는 결과를 야기한다. 이러한 결과를 wavelet을 기저 함수로 쓰게 되면, 더 높은 분해능(resolution)의 해를 유한 요소법이나 유한 차분법에서와 같은 요소 분할 과정이 없이 Mallat 변환이라는 간단한 과정을 통해 구할 수 있으며, 본 논문에서는 Daubechies의 wavelet 함수를 기저 함수로 사용하여 전자기장 문제에 적용함으로서 수치해석에 있어서 wavelet 함수의 적용이 많은 장점을 갖고 있음을 보인다.

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열계와 프라이자흐 모델의 전자기장이 결합된 유한요소법을 이용한 동기형 릴럭턴스 전동기의 특성 해석 (Characteristic Analysis Method of Synchronous Reluctance Motor Using FEM Coupled Electromagnetic Field of Preisach Model & Thermal Field)

  • 김영현;최윤철;이중호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.804-805
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    • 2008
  • 이 논문은 열계와 히스테리시스 손실로 인한 추가적인 열원을 프라이자흐 모델의 전자기장과 결합된 유한요소법을 이용한 동기형 릴럭턴스 전동기(SynRM)의 특성 해석을 다루었다. 이 논문의 초점은 SynRM에서 동손과 히스테리시스 손실과 관계된 열해석이다.

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전자기 확관성형의 유한요소 해석 (A Finite Element Analysis of Electromagnetic Forming for Tube Expansion)

  • 이성호;이동녕
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.1872-1885
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    • 1991
  • 본 연구에서는 자기장의 상호작용을 고려해야 하며 본 연구에서는 유한요소법 을 이용하여 전자기장 해석을 함으로써 이 문제를 해결하였다. 또한 여기서 계산된 자기압력을 이용하여 피가공재의 동적변형 거동을 유한요소법으로 해석하였다.

그래프 분할 및 다중 프론탈 기법에 의거한 3차원 전자기장의 병렬 해석 (Parallel Computation on the Three-dimensional Electromagnetic Field by the Graph Partitioning and Multi-frontal Method)

  • 강승훈;송동현;최재원;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.889-898
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    • 2022
  • 본 논문에서는 3차원 전자기장의 병렬 해석 기법을 제안하였다. 시간 조화 벡터 파동 방정식 및 유한요소 기법에 기반한 전자기장 산란 해석이 수행되었으며, 모서리 기반 요소 및 2차 흡수 경계 조건이 도입되었다. 개발한 알고리즘은 유한요소망을 분할한 뒤 각 프로세서에 할당함으로써 요소별 수치적분 및 행렬 조립 과정의 병렬화를 달성하였다. 이때 부영역 생성을 위해 그래프 분할 라이브러리인 METIS가 도입되었다. 대형 희박행렬 방정식의 계산은 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산 라이브러리인 MUMPS를 통해 수행되었다. 개발된 프로그램의 정확도는 Mie 이론해 및 ANSYS HFSS 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 사용된 프로세서 수에 따른 가속 지표를 측정하여 확장성을 확인하였다. 완전 전기 도체 구, 등·이방성 유전체 구 및 유도탄 예제 형상에 대한 전자기장 산란 해석이 수행되었다. 개발된 프로그램의 알고리즘은 추후 유한요소 분할 및 합성법에 활용될 예정이며, 더욱 확장된 병렬 연산 성능을 목표하고자 한다.

FEM을 이용한 Micro-Electromagnetic Clutch 토크와 응답시간해석 (Study on Torque and Engaging time Analysis of Micro-Electromagnetic Clutch by Using FEM)

  • 박창호;김명구;이흥식;조종두
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.21-28
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    • 2005
  • 본 논문에서는 유한요소법을 활용하여 소형전자기클러치(micro-electromagnetic clutch)에서 발생하는 마찰토크와 응답시간을 해석하였다. 소형전자기클러치의 설계변경과 최적화를 위하여 전자석클러치에서 자기장에 의하여 발생하는 전달토크와 응답시간을 정확하게 예측 할 것이 요구된다. 해석을 위하여 전자기장 이론을 기반으로 소형전자기클러치의 축대칭 모델을 구성하고 실제 재료 물성치를 대입하여 토크와 응답시간을 해석하고 유한요소 해석결과의 정확성을 검증하기 위하여 실험결과와 비교하였다. 토크와 응답시간의 해석결과는 실험데이터와 거의 일치하다는 것을 통하여 해석적 방법으로 토크와 응답시간을 예측할 수 있음을 확인 할 수 있다.

회전자력연마시스템의 개발과 유한요소 해석에 관한 연구 (Development and Finity Element Analysis of the Finishing System Using Rotationg Manetic Field)

  • 최민석;김정두
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.136-141
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    • 1993
  • 진공챔버,위생튜브등 정밀한 내면을 필요로 하는 경우 표면거칠기를 향상시키기 위한 방법으로 전해가공 및 수작업을 하는 경우가 대부분인데 이는 가공비가 비씨고 다듬질 시간이 많이 걸리는 등 매우 비경제적이다. 더구나 길이가 긴 관이나 구부러진 관의 내면은 기계적으로 다듬질이 매우 어렵다. 그러나 최근에 개발된 전자기장을 이용한 자력 연마가공법은 기존의 기계적인 가공법과는 달리 실제 가공을 행하는 공구부와 ㅣㅇ를 구동하는 구동부 사이에 공극을 허용하기 때문에 이를 이용하여 회전이 불가능한 곡관의 내면다듬질을 가능하게 하였다. 지금까지 연구들은 단순히 전자석 및 전원으로 이루어진 수동가공 시스템으로서 가공공정 자체의 특성파악에 집중되어 왔으나 자력연마법의 장점중의 하나인 다듬질 공정의 자동화 가능성을 실현시키기 위해서는 공정의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 이를 실현시키기 위한 기초연구로서 컴퓨터구동 회전자력연마가공 시스템을 개발하고 그 기본특성을 알아보기 위해 유한요소법을 이용하여 원형 요오크 및 여섯개의 자극에 대해 자력선의 분포를 알아보았다. 또한 이로부터 가공영역의 자속밀도를 계산하고 다듬질 가공을 가능케 하기위한 회전자화의 발생방법에 대해 고찰하였다.

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개구면이 존재하는 공진기의 내부 전자기장 해석 (Analysis for Resonance Characteristic of Cavity with Aperture)

  • 김진혁;이재중;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1269-1270
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    • 2015
  • 외부에서 발생되는 전자파가 특정 구조물 내에 침투하는 경우, 특히 구조체가 도체로 이루어 졌을 때, 구조체의 크기에 따른 특정 주파수가 공진을 일으켜 내부 PCB(Printed Circuit Board), 회로 등에 악영향을 미친다. 본 논문에서는 개구면이 존재하는 공진기에 전자기파가 입사되는 상황을 모드매칭(MM: Mode Matching)을 이용해서 해석한다. 이때 외부 전자파로 인해 개구면에 생기는 새로운 소스를 표면 등가 이론(Surface equivalence theorem)을 이용하여 등가 자기전류로 모델링하여, 공진기 내 외부의 전자기장을 구한 후 개구면에서 접선성분의 경계조건을 적용시켰다. 본 논문에서 사용된 계산식의 검증을 위해 3차원 유한 요소법(FEM: Finite Element Method)기반의 프로그램인 HFSS를 이용 하였다.

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2.5차원 전자탐사 수치모델링 및 역해 (2.5-Dimensional Electromagnetic Numerical Modeling and Inversion)

  • 고광범;서정희;신창수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권1호
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    • pp.43-53
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    • 1999
  • 전자탐사 수치모델링 및 역산은 복잡한 지하구조에 대한 전자기장의 정확한 거동양상 규명을 위한 기본적인 해석방법이다. 본 연구에서는 2.5차원 전자탐사 수치모델링 알고리즘을 유한요소법을 이용하여 구하였다. 이때 전기장과 자기장이 결합되어 표현되는 2.5차원 미분방정식을 정식화할 때 선형적 물성변화를 고려하는 유한요소 방정식을 도출, 제의하였다. 송신원의 영향이 큰 근거리장과 균질 반무한공간의 반응이 지배적인 원거리장 각각에 대하여 모델변수를 검토하고 이를 토대로 균질 반무한공간에서의 해석적인 해와 비교하여 봄으로써 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 수치 모형반응 알고리즘에 부합하는 수정된 블록역산모형을 고안하였으며 고립형 이상체에 대한 분해능을 살펴봄으로써 분산방정식으로 표현되는 전자탐사자료의 역해 가능성 및 한계를 고찰하였다.

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고속 디버링 머신의 개발에 관한 연구 (A Study on Development of High Speed Deburring Machine)

  • 구자함;김인환;허남수
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.116-121
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    • 2013
  • A high speed deburring machine was developed based on the analysis of magnetic contact force, forced vibration, stiffness and deformation of the structure. After 3 dimensional CATIA modelling, the stiffness and the deformation properties of the deburring machine in static and dynamic condition using finite element method were analyzed. Both static and dynamic simulation results showed that designed high speed deburring machine was well satisfied the stability properties at the operating condition. we have performance test program for the real system to evaluate the simulation results.

힘의 방향성을 고려한 전자기 커플러의 위상 최적화 (Topology Optimization of an Electromagnetic Coupler Considering Force Direction)

  • 양승진;유정훈
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.230-235
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    • 2006
  • The machine locking system is an important device for the safety of persons using the machine. In this study, a locking system using electromagnetic fields is proposed to decrease the defects and the cost for repairing and maintenance of the existing locking system using structural mechanism. We analyze the electromagnetic locking system and calculate the generated force considering direction by the finite element method. Also, we set up two design domains for the topology optimization; first domain is optimized to reduce the volume and the other is optimized to maximize the generated force keeping the volume, especially. The optimal design is obtained by integration of the two optimized results. An improved design is obtained by the optimal topology and it is confirmed by comparison with the initial locking system.

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