• 제목/요약/키워드: 3-D FEM Analysis

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5 T급 고온초전도마그넷의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 5 T HTS Insert Magnet)

  • 구명환;김동락;최연석;차귀수
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.28-32
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    • 2012
  • The critical current of the HTS(High Temperature Superconductor) tape is governed by cooling temperature, magnetic field and its angle to HTS tape originated from its geometrical structure. At the HTS coil design stage, the critical current of the coil is calculated by considering the Ic-B characteristics of the 2G tape and the operating current is determined based on the critical current. The operating current and the structure of the 5 T coil are suggested through the FEM (Finite Elements Method) analysis and calculation. As a part of our on-going research on a 20 T LTS/HTS magnet, we have designed and constructed a 5 T HTS insert coil and tested it in liquid helium temperature.

비례제어밸브용 LPM의 3차원 유한요소 해석 (3D FEM Analysis of LPM for Proportional control valve)

  • 김성종;이은웅;김일중;김성헌;이동주;최재영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.620-622
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    • 2000
  • Linear pulse motor have many advantages. (simple control circuit, high stiffness characteristics, etc.) So, it may replace the solenoid as the valve driving device without difficulty and give full play to control the valve accurately. In this paper, we will analyze the LPM for designed proportional control valve and will conform the complex magnetic circuits to be composed LF and TF path.

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A Study on the Iron Loss and Demagnetization Characteristics of an Inset-type Flux-Reversal Machine

  • Kim, Tae Heoung
    • Journal of Magnetics
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    • 제18권3호
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    • pp.297-301
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    • 2013
  • Flux-reversal machine (FRM) is cost effective and suitable for mass production due to its simple structure. However, there is a notable permanent magnet flux leakage which deteriorates the performance. To compensate this drawback with a design method, an Inset-Permanent-Magnet-Type FRM (ITFRM) has been proposed. The ITFRM has permanent magnets perpendicular to the stator teeth surface, and thus, is much more difficult to demagnetize. In this paper, we deal with the iron losses and irreversible permanent magnet demagnetization characteristics of the ITFRM according to various design variables and driving conditions. To analyze the characteristics, a two-dimensional finite-element method (2D-FEM) considering nonlinear analysis of permanent magnets is used. As a result, we propose the design variables that have the largest effects on the iron losses and irreversible magnet demagnetization.

Finite Element Analysis and Dynamics Simulation of Mechanical Flux-Varying PM Machines with Auto-Rotary PMs

  • Huang, Chaozhi;Zhang, Zhixuan;Liu, Xiping;Xiao, Juanjuan;Xu, Hui
    • Journal of Power Electronics
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    • 제19권3호
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    • pp.744-750
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    • 2019
  • A new type of auto-rotary PM mechanical flux-varying PM machine (ARPMMFVPMM) is proposed in this paper, which can overcome the problem where the air-gap magnetic field of a PM machine is difficult to freely adjust. The topology structures of the machine and the mechanical flux-adjusting device are given. In addition, the operation principle of flux-adjusting is analyzed in detail. Furthermore, the deformation of a spring with the speed variation is obtained by virtual prototype technology. Electromagnetic characteristics including the flux distribution, air gap flux density, flux linkage, electromagnetic-magnetic-force (EMF), and flux weakening ability are computed by 2D finite element method (FEM). Results show that the machine has some advantages such as the good field control ability.

잎 두께와 수분함유량에 따른 손실판 방식 RCS 계산의 정확성 검증 (Accuracy Examination in the RCS Computation of a Leaf Using the Resistive Sheet Technique with Various Thicknesses and Moisture Contents)

  • 박민서;김한중;엄귀섭;박신명;권순구;오이석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1183-1189
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    • 2014
  • 본 논문에서는 손실판(resistive sheet) 방식을 사용하여 풀잎이나 나뭇잎의 후방 산란 레이더 단면적(RCS: Radar Cross Section)을 계산하고, 이 모델의 정확성을 검증하여, 손실판 모델을 적용하여 계산 가능한 잎의 두께를 제시한다. 이를 위해 잎을 손실 있는 유전체 판으로 가정하고, 이 유전체 판을 resistive sheet(손실판)으로 대체한 후에 판의 두께, 유전율, 주파수에 따른 resistivity를 계산한 후에, PO(Physical Optics) 방식을 이용하여 다양한 크기와 두께 조건에서 RCS를 계산하였고, 이 계산 결과를 상용 시뮬레이터를 사용한 FEM(Finite Element Method) 방식의 수치해석 계산 결과와 비교하였다. 이 비교 결과에 의하면 유전체 판의 두께가 커질수록 오차가 증가하였으며, 예를 들어, 주파수 9.6 GHz에서 유전율이 21.4+9.7i이고, 잎 두께가 1.2 mm일 때 0.1 dB의 오차가 발생하였고, 3 mm일 때 3.74 dB의 오차가 발생하였다. 또한, 유전율이 높아질수록 이 모델 사용 가능한 최대 두께가 증가하는 경향을 보였다. 이 연구는 원격탐사 연구에서 수많은 잎이 분포되어 있을 때에 그 잎들의 산란 특성을 산란모델을 이용하여 계산하는 데에 유용하게 사용될 것이다.

현장발생토 CLSM을 이용한 지하매설관의 변형특성 (Deformation Characteristics of Underground Pipe with In-situ Soil CLSM)

  • 박재헌;이관호;조재윤;김석남
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.129-139
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    • 2004
  • 내원형지하매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설물의 안정을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 하나의 대안으로 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 유동성 채움재를 이용하는 것이다. 본 연구에서는 같은 조건에서 뒤채움재(일반모래, 방식사 CLSM, 현장발생토사 CLSM)의 종류를 변화시킨 3가지 사례에 대한 실내모형실험과 PENTAGON-3D 유한요소 프로그램을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 실내모형실험과 수치해석을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 경우에 일반모래를 사용한 경우보다 관의 수직ㆍ수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 평가되었다. 이는 유동성 채움재의 특징 중 초기 유동성과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움계가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 파형강관의 토압특성은 뒤채움재로 일반 모래를 대체하여 유동성 채움재를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직ㆍ수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내모형실험과 수치해석결과로부터 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 것이 지하매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.

3차원 수치해석을 이용한 지진 시 수직구-터널 접속부 동적 거동 분석 (3-Dimentional numerical study on dynamic behavior of connection between vertical shaft and tunnel under earthquake loading)

  • 김정태;조계춘;강석준;김기중;홍은수
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.887-897
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    • 2018
  • 수직구와 수평 터널 주위 지층 변화, 지진파 방향성이 접속부의 동적 거동 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 유한 요소 기반의 MIDAS GTS NX 프로그램을 이용한 3차원 시간이력 해석을 통해 검토하였다. 연구결과 연약지반에서 장주기의 지진파가 수평 터널 방향으로 발생하였을 때 접속부 상부에서 최대 변위가 발생하는 것으로 나타났다. 또한 수직구와 수평 터널의 서로 다른 거동 및 지층 경계면의 영향으로 인해 응력집중 현상이 발생하여 문제가 될 수 있음을 확인 할 수 있었다. 연구 결과는 수직구와 수평 터널의 접속부 구조물 내진설계를 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

대형 선박엔진 크랭크샤프트 가공용 복합가공기 기술 개발 (Development of a Multi-Tasking Machine Tool for Machining Large Scale Marine Engine Crankshafts and Its Design Technologies)

  • 안호상;조용주;최영휴;이득우
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.139-146
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    • 2012
  • A multi-tasking machine tool for large scale marine engine crankshafts has been developed together with design technologies for its special devices. Since work pieces, that is, crankshafts to be machined are big and heavy; weight of over 100 tons, length of 10 m long, and diameter of over 3.5 m, several special purpose core devices are necessarily developed such as PTD (Pin Turning Device) for machining eccentric pin parts, face place and steady rest for chucking and resting heavy work pieces. PTD is a unique special purpose device of open-and-close ring typed structure equipped with revolving ring spindle for machining eccentric pins apart from journal. In order to achieve high rigidity of the machine tool, structural design optimization using TMSA (Taguch Method based Sequential Algorithm) has been completed with FEM structural analysis, and a hydrostatic bearing system for the PTD has been developed with theoretical hydrostatic analysis.

외부 하중에 대한 매설 폴리에틸렌 가스배관의 유한요소 해석 (Buried Polyethylene Gas Pipes Analysis using Finite Element Method under External Loadings)

  • 길성희;조영도
    • 한국가스학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.49-55
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    • 2007
  • 폴리에틸렌(PE) 배관은 시공이 편리하고 강관에 비해 가격이 저렴하기 때문에 저압 공급용으로 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 이용하여 매설한 PE 배관이 다양한 외부하중을 받는 경우에 발생하는 응력 및 변형에 대하여 알아보았다. 배관 직경이 $50{\sim}400mm$인 PE 배관에 대하여 매설 깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 달리하고 그리고 공급압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켰을 때 배관에 발생하는 응력을 유한요소를 이용하여 계산하였다. 결과적으로 매설 상태에서 각 하중 조건에 따른 응력 상태 그리고 복합적인 하중이 작용할 경우에 400호 배관에 발생하는 응력을 계산한 결과 매설 깊이가 1 m일 때 최대 원주방향 응력이 가장 작은 값을 나타내었다.

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인공고관절 전치환술에 있어서 비구 재건 술에 관한 3차원 유한요소해석 (3-D Finite Element Analysis of Acetabular Reconstruction of THR)

  • 류제청;문무성;김규석;유명철
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1995년도 추계학술대회
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    • pp.34-38
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    • 1995
  • Using a 3-D finite element method (FEM), the biomechanical characteristics of a threaded truncated acetabular component and a porous coated hemispherical acetabular component were studied. The Von-Mises stress/strain patterns in the acetabulum reconstructed with these two different types of cementless acetabular cups were investigated. The geometry and dimensions of human hemi-pelvis used in the present shape modeling for finite element analysis were scanned with a 3-D laser scanner(TDS-9000, Cyberware, USA). The scanned data was numerically handled with a shape modelling software 'Pro-Engineer'. Using 19836, 16853 tetrahedral elements, respectively, the stress and displacement field of the acetabulum reconstructed with the two different types of the acetabular components were computed. While the hemi-sphere component was found to show a relatively similar stress/strain patterns to those in the normal hip, the results with the threaded cup showed a considerably different patterns from those in the normal condition. Several regions in cancellous bone near the threads and the edge of the truncated cup was found to be overstressed, especially in the superior-lateral part of the acetabulum. It was postulated that the excessive reaming-out of subchondral bone layer when the truncated cup was used can cause the presence of these overstressed regions of cancellous bone. This theoretical prediction for the implanted acetabulum appeared to consistent with the pathological observation of proximal/medial migration of the threaded truncated acetabular prostheses in the previous publications.

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