• 제목/요약/키워드: biot-savart law

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3차원 자기공명 전류밀도 영상법의 수치적 해석 (Numerical Analysis of Three-Dimensional Magnetic Resonance Current Density Imaging (MRCDI))

  • B.I. Lee;S.H. Oh;E.J. Woo;G. Khang;S.Y. Lee;M.H. Cho;O. Kwon;J.R. Yoon;J.K. Seo
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.269-279
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    • 2002
  • 인체에 전류주입하면, 내부에는 전압 및 전류밀도의 분포가 형성된다 이때, 인체내부의 전류밀도와 전류를 주입하는 도선에 흐르는 전류는 자장을 형성하게 된다. 인체내부에 유기된 자속밀도는 자기공명영상의 위상을 변화시키므로. 위상영상으로부터 자속밀도를 측정할 수 있다. 자속밀도의 curl을 취하여 전류밀도를 구하면, 주입전류에 의한 내부의 전류밀도 분포를 영상화하는 것이 가능하다. 이러한 자기공명 전류밀도 영상법을 자기공명 임피던스 단층촬영에 응용하여 고해상도의 저항률 영상을 복원하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 인체와 간은 전도성 물체에 전류를 주입할 때. 내부에 형성되는 전압, 전류밀도 및 자속밀도의 3차원적인 분포를 수치적으로 계산하는 방법을 기술한다. 이러한 수치적인 해석기술은 자기공명 전류밀도 영상법의 실험방법 설계와 자기공명 임피던스 단층촬영의 영상복원 알고리즘 개발에 필수적인 부분이다. 본 논문에서는 유한요소법과 Biot-Savart 법칙에 기반하여, 여러가지 모델에서 계산한 결과를 기술하고, 그 해석을 통하여 수치적인 해의 정확도와 유의성을 검증하였다.

유한 솔레노이드의 자속밀도 해석 (Magnetic analysis of a finite solenoid)

  • 이주희;황선;이동연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.6453-6457
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    • 2015
  • 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.

DFSS 를 이용한 홀 효과 기반 회전형 위치 센서의 설계 (DFSS-Based Design of a Hall-Effect Rotary Position Sensor)

  • 김재은
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권2호
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    • pp.231-236
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    • 2012
  • 본 논문에서는 홀 효과(Hall effect) 기반 회전형 위치 센서의 출력 전압에 대한 선형성 및 민감도를 최적화하기 위해 DFSS(Design for Six Sigma) 방법을 적용하였다. 이를 위해 영구 자석의 치수 및 홀센서에 대한 상대 위치 등을 설계 인자로 하여 완전 요인 배치법을 사용하였다. 설계 인자의 수준별 센서 출력 전압값은 자속 밀도에 대한 Biot-Savart 해석해 및 홀 센서 고유의 자속 밀도-출력 전압에 대한 관계식을 이용하여 구하였다. 최적화된 설계 인자들을 반영하여 제작된 회전형 위치 센서의 개선된 출력 전압 측정 결과를 통해 제안된 방법은 간편하면서 실용적으로도 매우 유용한 방법임을 확인하였다.

고속철도내 자기장에 의한 인체 모델에서의 유도 전류 계산 (Induced Current Calculation in a Human Body Model due to Magnetic field in High Speed Railway)

  • 한인수;이태형;박춘수;김기환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.208-213
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    • 2008
  • In recent society, the quality of human life has improved due to the use of electric appliances and the high powered electrical equipments. However, lots of electric appliances and equipments generate the electromagnetic field hazard. Many studies have been made about the wrong behavior of machines due to electromagnetic fields, the interferences in communication equipments, the possibility of the electromagnetic field hazard in human body, etc. There exist international standards about the RF equipments (ex. mobile phone, antenna, etc.). But, many researchers involved in power frequency electric and magnetic field only propose the prudential avoidance. In this paper, induced currents in a human body model due to magnetic fields in high speed railway are calculated by two dimensional impedance method. Power frequency(60Hz) magnetic fields are calculated and induced currents are simulated by Faraday's law. Induced currents are simulated with induced voltage, human body model impedances due to Ohm's law, magnetic fields derived from Biot-Savart's law and Transmission Line Method in high speed railway.

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열차 운행조건에 따른 고속철도 주변의 극저주파 자기장 예측계산 (ELF Magnetic Field Calculation of High Speed Railway According to Condition of Train Operation)

  • 명성호;이재복;김점식;김응식;이종우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.231-233
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    • 2001
  • 본 논문에서는 고속철도 급전계통 주변에서 여러가지 운전 조건하의 자계를 예측 계산하였다. 여기에서는 자계해석 방법으로 Biot Savart's law에 기반을 둔 해석식을 사용하였으며 대지 귀환회로를 계산과정에 포함하여 실제에 가까운 모델링을 하였다. 계산결과 열차 주변 지상 1m 부근의 플랫폼에서 자계의 크기그하였으며, 국제비전리방사보호위원회(ICNIRP)의 자기장 권고기준과 비교하여 평가하였다.

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Numerical Analysis of Unsteady Viscous Flow Through a Weis-Fogh Type Ship Propulsion Mechanism Using the Advanced Vortex Method

  • Ro Ki-Deok;Kang Myeong-Hun;Kong Tae-Hee
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권7호
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    • pp.769-778
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    • 2005
  • The velocity and pressure fields of a ship's Weis-Fogh type propulsion mechanism are studied in this paper using an advanced vortex method. The wing (NACA0010 airfoil) and channel are approximated by source and vortex panels. and free vortices are introduced away from the body surfaces. The viscous diffusion of fluid is represented using the core-spreading model to the discrete vortices. The velocity is calculated on the basis of the generalized Biot-Savart law and the pressure field is calculated from an integral, based on the instantaneous velocity and vorticity distributions in the flow field. Two-dimensional unsteady viscous flow calculations of this propulsion mechanism are shown. and the calculated results agree qualitatively with the measured thrust and drag due to un-modeled large fluctuations in the measured data.

최신 와법에 의한 Weis-Fogh형 선박추진기구의 비정상 점성 흐름의 수치해석 (Numerical Analysis of Unsteady Viscous Flow through Ship's Propulsion Mechanism of Weis-Fogh Type by Advanced Vortex Method)

  • 노기덕
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1407-1412
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    • 2004
  • The velocity and pressure fields of a ship's propulsion mechanism of Weis-Fogh type are studied by advanced vortex method. The wing of NACA0010 type and the channel are approximated by a finite of source and vortex panels, and the free vortices are introduced from the surface of their bodies. The viscous diffusion of fluid is represented by the core-spreading method. The velocity field is calculated on the basis of Biot-Savart law and the pressure field is calculated from the integration equation formulated by Uhlman. The flow fields of this propulsion mechanism are unsteady and complex, but the flow fields are clarified by numerical simulation.

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자성체를 포함하는 고온초전도 마그네트의 설계 (Design of High Temperature Superconducting Magnet with Magnetic Material)

  • 조영식;권영길;김영균;이근호;홍정표;류강식
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권8호
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    • pp.367-373
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    • 2001
  • This paper presents racetrack High Temperature Superconducting (HTS) magnet with iron plates to achieve the maximum current-carrying capacity and the simple shape that can easily be wound and jointed. On the basis of the magnetic field analysis using Biot-Savart's law and 3 Dimensional Finite Element Analysis (3D FEA), this study is focused on the function of iron plates, which is to obtain smaller B${\perp}$, and stress and strain condition of Ag-sheathed Bi-2223 37-filament HTS tapes are considered. Moreover, the measured performance of the magnet with iron plates improved by 50% on the basis of initial magnet.

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고속철도의 가선전류에 의한 고속열차내의 자기장 유도에 대한 연구 (Investigations on the Induced Magnetic Fields in High Speed Train due to the Current in the High Speed Railroad Catenary Wire)

  • 한인수;이태형;박춘수;김기환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.36-40
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    • 2010
  • In recent society, the electricity is so essential for the human lives. Lots of modern people take many cultural benefits owing to the development of the power systems, the cell phone, the electrical appliances, and etc. However, the problems related to the electromagnetic field generate as the side effects. Examples are the fault in the electric machinery due to the electromagnetic coupling, the fault in the communication devices due to the electromagnetic field around the power line equipments, and the effect upon the human beings due to the electromagnetic field, and etc. In this paper, we induce the vector equation about the magnetic field based on Biot-Savart law. We calculate the magnetic field at the surface of the high speed train with this induced equation and the current in the high speed railroad catenary wire. Finally, we calculate the magnetic field in the high speed train considering the material property like the permeability, the conductivity, and so on.

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단일채널 고온초전도 자속흐름 트랜지스터의 I-V 특성 비교분석 (A Comparative Analysis of I-V Characteristics in a single Channel Superconducting Flux Flow Transistor)

  • 고석철;강형곤;임성훈;최명호;이종화;한병성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.107-110
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    • 2003
  • We have proposed a model to describe the current-voltage characteristics of fabricated devices using the Biot-Savart's law in order to develop superconducting flux flow transistors, The measured and calculated values, including induced voltage, transresistance and current gain were investigated in relation to the parallel flow of the vortices in a single microbridge. The predictions agreed very well with measured results.

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