• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.75-80
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• 2000

We revisit the arrested Ekman boundary layer problem, using a fully non-linear numerical model with the subgrid dissipation modeled by the large eddy simulation method (LES). The main objective of this study is to find out whether the dynamic balance of the arrested Ekman boundary layer explained by MacCready and Rhines (1991) is valid for high Reynolds number. The model solution indicates that for high Reynolds number and low Richardson number flows, the density anomaly diffusion by near-wall turbulent action may become intense enough to homogenize completely the density structure within the boundary layer, in the direction perpendicular to the sloping wall. Then the buoyancy effect becomes negligible allowing a near-equilibrium Ekman boundary layer flow to persist for a long period.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.274-277
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• 2012

형상비 변화가 있는 덕트의 난류유동 및 난류열전달에 대한 LES해석이 수행되었다. 다양한 난류통계량이 계산되어졌고 각각 형상에 대한 열전달계수의 특징이 조사되었다. 특히 벽면근처에서 주유동방향의 와류의 영향을 조사하기 위하여 conditional sampling기법이 도입되었다. 와류의 회전방향에 따른 열전달계수의 pdf가 계산되어졌다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.822-829
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• 2002

This paper deals with the distribution characteristics of the current density and axial magnetic flux density for each slits made on the contact electrode in the vacuum interrupter with axial magnetic field type using 3-dimension finite element analysis. It has been known that the presence of an axial magnetic field parallel to the current flow in the arc plasma can increase the high current breaking capacity of vacuum interrupter by carrying out the arc plasma from constricted mode to diffusion mode. The axial magnetic field is created of itself by current flow in the segments of coil electrode behind the contact electrode. The analyzed results show that if the slits are made in the contact electrode, they can increase the current density and axial magnetic flux density in the contact electrode surface and at the gap distance, which is due to decrease the effect of eddy currents flowing in the contact electrode. The phase shift due to eddy currents, defined 3s time difference between the maximum value of current and axial magnetic field, is decreased still more by increasing the number of slits made in the contact electrode at the center point of gap distance. These results demonstrate that 3-dimension finite element analysis has a great deal of merits in the development and evaluation of new electrode at the design of vacuum interrupter.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2310-2316
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• 2011

In order to apply Interior Permanet Magnet Synchronous Motor(IPMSM) to the propulsion system of the railway transit, 110 (kW) class IPMSMs with high-power density are designed as a concentrated winding model and a distributed winding model in this study. The concentrated winding model designed in this study is 6 poles/9 slots and the distributed winding model is 6 poles/36 slots. In general, the eddy current losses in the permanent magnets of IPMSM are caused by the slot harmonics. The thermal demagnetization of the magnet by the eddy current losses at high rotational speed often becomes one of the major problems in the IPMSM with a concentrated windings especially. A design to reduce eddy current losses in permanent magnets design is important in IPMSM for the railway vehicle propulsion system which requires high-speed operation. Therefore, a method to devide the permanent magnet is proposed to reduce the eddy current losses in permanent magnet in this study. Authors analyze the variation characteristics of the eddy current losses generated in permanent magnet of the concentrated winding model by changing the number of the division of the permanent magnets.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1577-1584
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• 2018

The content of harmonic current increases with an increase in the number of power electronic devices in power grid. When a generator is directly connected to the power grid through a step-up transformer, the influence of the harmonic currents on the generator is inevitable. To study the influences of harmonics on generators, a 24-MW bulb tubular turbine generator is taken as an example in this paper. A 2-D transient electromagnetic field model is established. Through a comparative analysis of the data of experiments and simulations, the correctness of the model is verified. The values of the air gap magnetic density, torque and losses of the generator under various conditions are calculated using the finite element method. Taking the rated condition as a reference, the influence of the harmonic currents on the magnetic flux density is analyzed. It is confirmed that the time harmonic is a key factor affecting the generator performance. At the same time, the effects of harmonic currents on the torque ripple, average torque and eddy current loss of the generator are studied, and the mechanism of the variation of the eddy current loss is also discussed.

• 동력기계공학회지
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• 제20권6호
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• pp.64-70
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• 2016

The unsteady-state, incompressible and three-dimensional large-eddy simulation(LES) was carried out to evaluate the vorticity distribution of a small-size axial fan(SSAF). The X-component vorticity profiles developed around blade tips turn from axial to radial, and diminish the density of distribution according to the increase of static pressure. Otherwise, the Z-component vorticity profiles evenly develop at the region larger than the half radial distance of blade at the operating points of A and B, partly at the trailing-edge region of blade and radially over bellmouth according to the increase of static pressure.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.214-224
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• 1990

본 연구에서는 현 저자의 이전의 연구를 확장하여 균일한 열유속을 갖는 2상 기체-고체입자 위 방정식에서 축 방향의 열전달은 반경 방향의 열전달보다 작아 무시 하였으며, 복사 열전달은 기체와 입자 사이의 온도 차이가 적어 무시하였다. 방정식 중 $F_{px}$ 와 $F_{pr}$ 은 2상 사이의 상호작용에 의한 단위부피당 축방향과 반경방향 의 저항력이며, 수직관의 열전달 특성을 부하도와 상대 입자 크기 $d_{p}$/D를 변화시 켜 가면서 조사하는 것이다.다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.405-414
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• 2007

최근 난류유동에 대한 많은 실험 및 이론적 연구들은 무질서해 보이는 난류유동도 특정한 구조를 가지고 있으며 그 구조적 특성들이 반복적이며 가시적인 질서들을 가지고 있음을 보여주고 있다. 헤어핀 와류는 벽면 영역에서 난류경계층을 발전시키고 지탱하는 중요한 역할을 하는 난류의 핵심 구조로서 벽면 압력변동의 주요 특성을 설명해 줄 수 있는 개념 모델로 여겨지고 있다. 이 연구에서는 난류경계층에서 생성되는 헤어핀 와류들이 유기하는 표면 압력과 압력 스펙트럼을 평가하고 부착와류 모델링을 통해 이들이 유기하는 전체 표면 압력과 그에 상응하는 스펙트럼을 계산하였다. 이 연구를 통해 확립된 해석방법을 검증하기 위해 기존의 실험 및 이론계산을 통해 얻어진 결과들과 비교하여 신뢰성과 유용성을 증명하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.370-375
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• 2012

본 연구에서는 철도차량용 추진시스템에 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)를 적용하기 위하여 110kW급 고출력밀도 IPMSM을 집중권/분포권 모델로 각각 설계하였다. 집중권 모델은 6극 9슬롯 구조이고, 분포권 모델은 6극 36슬롯 구조이다. 일반적으로 IPMSM의 영구자석에서의 와전류 손실은 슬롯 고조파에 의해 발생된다. IPMSM의 고속 회전 시 와전류 손실에 의한 영구자석의 열적 감자현상은 특히 집중권 IPMSM에서 주요 문제가 된다. 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이는 설계는 고속 운전을 필요로 하는 철도차량 추진시스템용 IPMSM 설계에 있어서 중요하다. 그러므로 본 논문에서는 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이기 위하여 영구자석을 분할하는 방법을 제안한다. 저자는 영구자석의 분할 개수를 변화시면서 IPMSM 집중권 모델의 영구자석에서 발생되는 와전류 손실의 변화 특성을 분석한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.277-283
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• 2020

기계식 기어의 치를 영구자석으로 대체한 동심 마그네틱 기어에서 원주방향을 따라 놓인 모든 자석이 동력 전달에 관여하므로 감속비를 결정하는 자석의 극수비는 마그네틱 기어의 거동 특성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 극수비를 변화시켜가며 마그네틱 기어에서 생성되는 전달토크의 밀도, 동손을 고려한 토크의 효율, 코깅 특성을 포함한 토크의 품질 등을 유한요소 해석을 이용하여 비교 분석하였다. 구동측의 극수를 2극에서 5극까지 변화시킬 때 전달토크가 최대가 되는 최적의 극수비가 존재함을 확인하였으며 이는 모듈레이터를 통한 구동측 자기장의 필터링 성분에 직접적인 영향을 받다. 전달 효율 역시 와전류 생성 밀도와 자기장간에 비례특성이 있으므로 전달 토크 밀도와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있으며 낮은 기어비에서는 95% 이상의 효율을 보인다. 제한된 극수를 갖는 영구자석의 상호작용에 기인하는 코깅 특성은 일반적인 동기 모터에서와 같이 구동측 자석의 개수와 모듈레이터 치의 개수간의 최소공배수에 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 전달 토크 평가를 위해 실제 시험 모델이 제작되었고 실증시험이 진행되었다.