본 논문에서는 E-대역에서 본드와이어의 기생성분을 예측하고, 그에 따른 전송손실을 줄이기 위한 정합회로를 설계하였다. 본드와이어의 임피던스는 3D EM 시뮬레이션을 통해 예측하였고, 정합회로는 간단한 구조로 구성하여 공간 활용 및 시스템 적용에 용이하도록 하였다. 설계된 정합회로는 WR-12 규격의 도파관 기구와 71~86 GHz의 사용주파수를 갖는 상용 LNA 소자에 적용하였다. 정합회로는 시스템의 전달계수를 최대 4.5 dB, 전력 이득은 최대 3.12 dB, $P_{1dB}$를 최대 2.2 dB 증가시켰으며 이득 평탄도를 ${\pm}1.07dB$ 개선시켰다.
The pneumatic isolator is widely adopted for anti-vibration of precision measuring and manufacturing equipments. But, when the precision demand on anti-vibration is extreme or the load is moving, the performance of anti-vibration can not meet satisfaction. In these cases, as a complementary, active vibration suppression system can be added for advanced performance. In this paper, an active control system is presented, which uses electromagnetic actuators for vibration suppression. The anti-vibration characteristic of pneumatic isolator is analyzed for system modeling and actuator specifying. The modeling and the 3D dynamic simulation is performed for control system design. For the electromagnetic actuator design, the magnetic flex density and the current-force characteristic analysis are achieved.
전자탐사 자료로부터 지하구조를 정확하게 해석하기 위해서는 적절한 모델링 기술이 필요하다. 본보에서는 주파수영역 전자탐사 3차원 모델링에 유한차분법이나 유한요소법을 이용할 경우 필요한 기초 사항에 대해 소개한다. 인공송신원에서 특이성을 피하기 위해 지배방정식을 전기장의 2차장으로 정식화하고 그 결과 유도되는 연립방정식을 풀기 위한 반복해법과 직접해법에 대해 설명한다. 그리고 반복해법에 발산보정을 도입하면 그 수렴성을 대폭 향상시킬 수 있으며, 이는 유한차분법에서 지형효과를 모델링할 때 특히 유용하다. 마지막으로 여기서 소개한 유한차분법을 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 항공전자탐사에 적용한 예를 보여준다.
심해탐사를 위해 새롭게 개발된 소형 루프형 해양 전자탐사 시스템의 실해역 실험 결과의 반응 양상을 적분방정식 기반의 3차원 모델링을 통하여 분석하였다. 수심 약 300 m 해저환경에서 획득한 금속 이상체의 전자기 반응 양상에 대한 영향인자를 분석하기 위해 이상체의 크기와 모양을 다르게 설정하여 모델링을 수행하였다. 모델링 결과 분석을 통하여 이상체의 모양이 크기보다 반응 양상에 더 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 탐사고도와 주파수에 따른 반응값 변화를 알아보기 위해 모델링을 수행하였고 이를 통해 일정한 탐사 고도 유지의 필요성과 주파수 대역에 따른 허수부의 민감도를 확인하였다. 또한 탐사 고도와 주파수에 따른 반응값을 단면 그래프로 나타내어 시스템에 사용되는 주파수 대역에 대한 적절한 탐사고도를 제시하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 해저 열수광상 실해역 탐사 설계 시 매개변수 설정에 있어 유용한 정보를 줄 것으로 예상된다.
This paper deals with characteristic analysis of axial flux permanent magnet (AFPM) machines with axially magnetized PM rotor using quasi-3-D analysis modeling. On the basis of magnetic vector potential and a two-dimensional (2-D) polar-coordinate system, the magnetic field solutions due to various PM rotors are obtained. In particular, 3-D problem, that is, the reduction of magnetic fields near outer and inner radius of the PM is solved by introducing a special function for radial position. And then, the analytical solutions for back-emf and torque are also derived from magnetic field solutions. The predictions are shown in good agreement with those obtained from 3-D finite element analyses (FEA). Finally, it can be judged that analytical solutions for electromagnetic quantities presented in this paper are very useful for the AFPM machines in terms of following items : initial design, sensitivity analysis with design parameters, and estimation of control parameters.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제3권3호
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pp.325-330
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2014
Eddy current induction is used in a wide range of electronic devices, for example in detection sensors. Due to the advances in computer hardware and software, the need for 3D computation and system comprehension is a requirement to develop and optimize such devices nowadays. Pure theoretical models are mostly limited to special cases. On the other hand, the classical use of commercial Finite Element (FE) electromagnetic 3D models is not computationally efficient and lacks modeling flexibility or robustness. The proposed approach focuses on: (1) implementing theoretical formulations in 3D (FE) model of a detection device as well as (2) an automatic Volumetric Estimation Method (VEM) developed to selectively model the target finite elements. Due to these two approaches, this model is suitable for parametric studies and optimization of the number, location, shape, and size of PCB receivers in order to get the desired target discrimination information preserving high accuracy with tenfold reduction in computation time compared to commercial FE software.
적분방정식 전자탐사 모델링에서 종종 애매모호하게 받아 들여온 특이 요소에 대한 Green 텐서 적분을 명확히 해결하고자, 전자탐사 적분방정식에서의 특이치의 개념을 전자기 이론에서 사용되는 전기장의 적분식 표현에서의 특이치 문제와의 비교를 통해 설명하였다. 또한 적분방정식 전자탐사 모델링에서 수치해의 정확도를 좌우하는 가장 중요한 요소인 특이 적분을 3차원, 2.5차원 및 2차원, 그리고 얇은 판 적분방정식의 경우에 대해 유도하고 정리하였다.
Parameterizing a model is one of the most efficient ways of conducting "virtual prototying" i.e. exploring the "What if?" scenario. But it is very difficult to construct parameterized models in commercial based FEM programs, because they usually adopt the mouse inputs in their GUI, which cannot be parameterized. We consolidated a parametric modelling technique in OPERA-3d preprocessor, which is one of world leading electromagnetic analysis programs, by combining the mouse inputs in GUI with it's FORTRAN-based self script command language.
유한요소법을 이용한 3차원 모델링은 모형에 대한 기하학적 유연성에도 불구하고 대형 연립방정식에 대한 계산이 필요하여 실용성에는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 최근 컴퓨터와 수치해석기술을 바탕으로 직접해법과 반복해법을 선택적으로 사용한 효율적인 유한요소 3차원 모델링을 구현하였다. 직접해법인 PARDISO는 멀티코어 계산환경에서 병렬 연산을 이용하여 계산속도를 현저히 감소시킬 수 있었고 특히 단딜 주파수 다중 송신의 계산에서 최대의 계산효율을 보였다. 소규모 메모리 환경에서는 BiCGSTAB(1)이 다른 반복해법들에 비해 빠르고 안정적으로 수치해를 계산하였다. 효율적인 3차원 모델링은 주어진 문제와 상황에 적합한 해법을 선택적으로 사용함으로써 가능하다. 모델링에는 다양한 형태의 인공송신원이 고려되어 있으며 향후 3차원 역산의 효율적인 엔진으로 활용할 수 있다.
The frequency-domain small-loop electromagnetic (EM) instruments are increasingly used for shallow environmental and geotechnical surveys because of their portability and speed. However, it is well known that the data quality is generally so poor that quantitative interpretation of the data is not justified in many cases. We present an inversion method that allows the correction for the calibration errors and also constructs multidimensional resistivity models. The key point in this method is that the data are collected at least at two different heights. The forward modeling used in the inversion is based on an efficient 3-D finite-difference method, and its solution was checked against 2-D finite-element solution. The synthetic and real data examples demonstrate that the joint inversion recovers reliable resistivity models from multi-frequency data severely contaminated by the calibration errors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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