• Title/Summary/Keyword: earth′s magnetic field

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양극성 자기유도센서의 성능 향상을 위한 퍼지 추론 시스템 (Improvement of Bipolar Magnetic Guidance Sensor Performance using Fuzzy Inference System)

  • 박문호;조현학;김광백;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.58-63
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    • 2014
  • 자기테이프를 사용하는 대부분의 경량무인운반차들(AGCs)은 디지털 자기유도센서를 사용한다. 디지털 자기유도센서는 On/Off 타입으로 자기테이프의 위치측정 정밀도가 10~50 mm의 오차를 가진다. 또한 경량무인운반차에 설치된 모터의 자기장이나 주변 환경의 외부 자기장, 지자기 등으로 인하여 정확한 위치를 추정하기 힘들다. 이러한 오차로 인하여 경량무인운반차의 주행 시에 잦은 흔들림이 발생하게 되고, 정도가 심할 경우 이탈현상이 발생하게 된다. 따라서 본 논문은 양극성 아날로그 자기유도센서에 퍼지 추론 시스템의 적용을 제안한다. 퍼지는 다른 알고리즘에 비하여 내고장성과 불확실성에 강인하고, 실시간 작동에 유리하며, 비선형시스템에 사용하기 적합하다. 선행과제에서 제작한 양극성 아날로그 자기유도센서로 threshold를 두어 디지털 자기유도센서를 형성하고, 이를 이용하여 자석위치 값을 계산한다. On으로 인식된 아날로그 Hall sensor의 출력을 이용하여 퍼지 추론 시스템을 설계하고, 그 출력으로 디지털출력 값을 개선한다. 실험 결과, 제안된 방법이 기존의 자기유도센서보다 성능이 향상된 것을 확인하였다.

Stress analysis of high-temperature superconducting wire under electrical/magnetic/bending loads

  • Dongjin Seo;Yunjo Jung;Hong-Gun Kim;Hyung-Seop Shin;Young-Soon Kim
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.19-23
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    • 2023
  • The Second-generation high-temperature superconducting (HTS) Rare-Earth Barium Copper Oxide (REBCO) wire is a composite laminate having a multi-layer structure (8 or more layers). HTS wires will undergo multiple loads including the bending-tension loads during winding, high current density, and high magnetic fields. In particular, the wires are subjected to bending stress and magnetic field stress because HTS wires are wound around a circular bobbin when making a high-field magnetic. Each of the different laminated wires inevitably exhibits damage and fracture behavior of wire due to stress deformation, mismatches in thermal, physical, electrical, and magnetic properties. Therefore, when manufacturing high-field magnets and other applications, it is necessary to calculate the stress-strain experienced by high-temperature superconducting wire to present stable operating conditions in the product's use environment. In this study, the finite element model (FEM) was used to simulate the strain-stress characteristics of the HTS wire under high current density and magnetic field, and bending loads. In addition, the result of obtaining the neutral axis of the wire and the simulation result was compared with the theoretical calculation value and reviewed. As a result of the simulation using COMSOL Multiphysics, when a current of 100 A was applied to the wire, the current value showed the difference of 10-9. The stress received by the wire was 501.9 MPa, which showed a theoretically calculated value of 500 MPa and difference of 0.38% between simulation and theoretical method. In addition, the displacement resulted is 30.0012 ㎛, which is very similar to the theoretically calculated value of 30 ㎛. Later, the amount of bending stress by the circular mandrel was received for each layer and the difference with the theoretically obtained the neutral axis result was compared and reviewed. This result will be used as basic data for manufacturing high-field magnets because it can be expanded and analyzed even in the case of wire with magnetic flux pinning.

Characteristics of the Polar Ionosphere Based on the Chatanika and Sondrestrom Incoherent Scatter Radars

  • Kwak, Young-Sil;Ahn, Byung-Ho
    • Ocean and Polar Research
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    • 제26권3호
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    • pp.489-499
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    • 2004
  • The climatological characteristics of the polar ionospheric currents obtained from the simultaneous observations of the ionospheric electric field and conductivity are examined. For this purpose, 43 and 109 days of measurements from the Chatanika and Sondrestrom incoherent scatter radars are utilized respectively. The ionospheric current density is compared with the corresponding ground magnetic disturbance. Several interesting characteristics about the polar ionosphere are apparent from this study: (1) The sun determines largely the conductance over the Sondrestrom radar, while the nighttime conductance distribution over the Chatanika radar is significantly affected by auroral precipitation. (2) The regions of the maximum N-S electric field over the Chatanika radar are located approximately at the dawn and dusk sectors, while they tend to shift towards dayside over the Sondrestrom radar. The N-S component over Son-drestrom is slightly stronger than Chatanika. However, the E-W component over Chatanika is negligible compared to that of Sondrestrom. (3) The E-W ionospheric current flows dominantly in the night hemisphere over Chatanika, while it flows in the sunlit hemisphere over Sondrestrom. The N-S current over Chatanika flows prominently in the dawn and dusk sectors, while a strong southward current flows in the prenoon sector over Sondrestrom. (4) The assumption of infinite sheet current approximation is far from realistic, underestimating the current density by a factor of 2 or more. It is particularly serious for the higher latitude region. (5) The correlation between ${\Delta}H\;and\;J_E$ is higher than the one between ${\Delta}D\;and\;J_N$, indicating that field-aligned current affects ${\Delta}D$significantly.

수중 매장물 조사에 응용되는 전기 및 자기 탐사사례 (Some case histories to detect underwater buried objects by electrical and magnetic methods)

  • 정현기;박영수;임무택;임형래
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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    • pp.118-137
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    • 2004
  • 근래에 금속성 혹은 비금속성 매장 유물이나 포탄 등의 수중 탐색 문제가 강바닥, 호수바닥, 해저 또는 갯벌 등의 얕은 수심 현장에서 자주 발생하고 있다. 본 발표에서는 이러한 목적에 사용되는 최근의 세계적 수중 탐지장비들의 적용성 및 한계를 살펴보고, 수중매장물 조사에 응용될 수 있는 전기 및 자기탐사 사례를 소개한다. 그러나 현재까지 직접적인 수중 매장물 탐사사례는 거의 없으므로 체계적인 보고보다는 앞으로의 다양한 현장 응용에 도움이 될 수중 전기 및 자기 탐사 방법에 대해 강바닥/호수바닥/해저시추공탐사/갯벌등의 관련 국내 현장사례에 대해 정리하여 현장문제 발생시 일조하고자 한다. 대부분의 지하 물리탐사 문제가 그렇듯이 대상체를 효율적으로 찾기 위해서는 직접적인 탐지뿐만이 아니라 조사구역내의 간접적인 지질정보를 최대한 탐사 활용하여야 적중률을 높일 수 있다. 그리고 여기서 소개되는 각종 수중 탐사사례들은 그 자체가 현장 수용에 부응하는 새로운 탐사시스템의 개발에 중요한 설계 지침이 될 수 있다. 한편 다양한 현장 수요에 맞추어 신속 정밀 다채널 배열 센서들에 의한 전자기 방식 실시간 물 바닥 스캐닝 탐지시스템의 설계제안도 제시해 본다.

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Korea Pathfinder Lunar Orbiter Magnetometer Instrument and Initial Data Processing

  • Wooin Jo;Ho Jin;Hyeonhu Park;Yunho Jang;Seongwhan Lee;Khan-Hyuk Kim;Ian Garrick-Bethell;Jehyuck Shin;Seul-Min Baek;Junhyun Lee;Derac Son;Eunhyeuk Kim
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제40권4호
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    • pp.199-215
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    • 2023
  • The Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), the first South Korea lunar exploration probe, successfully arrived at the Moon on December, 2022 (UTC), following a 4.5-month ballistic lunar transfer (BLT) trajectory. Since the launch (4 August, 2022), the KPLO magnetometer (KMAG) has carried out various observations during the trans-lunar cruise phase and a 100 km altitude lunar polar orbit. KMAG consists of three fluxgate magnetometers capable of measuring magnetic fields within a ± 1,000 nT range with a resolution of 0.2 nT. The sampling rate is 10 Hz. During the originally planned lifetime of one year, KMAG has been operating successfully while performing observations of lunar crustal magnetic fields, magnetic fields induced in the lunar interior, and various solar wind events. The calibration and offset processes were performed during the TLC phase. In addition, reliabilities of the KMAG lunar magnetic field observations have been verified by comparing them with the surface vector mapping (SVM) data. If the KPLO's mission orbit during the extended mission phase is close enough to the lunar surface, KMAG will contribute to updating the lunar surface magnetic field map and will provide insights into the lunar interior structure and lunar space environment.

CubeSat mission for a lunar magnetic field measurement

  • Lee, Hyojeong;Lee, Jung-Kyu;Baek, Seul-Min;Jin, Ho;Kim, Kwan-Hyuk;Song, Young-Joo;Hemingway, Doug;Garrick-Bethell, Ian
    • 천문학회보
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    • 제39권2호
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    • pp.108.2-108.2
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    • 2014
  • 과거 달 탐사 미션으로 달에는 global magnetic fields는 존재하지 않고 표면에 국부적으로 자기장이 존재함이 확인되었다. 그러나 이렇게 측정된 자기장 데이터는 일정 고도 (> 20 km) 이상에서 측정되었기 때문에, 지표에 비해 그 세기가 매우 약해 자기장의 형태와 분포를 연구하는데 한계가 있다. 보다 자세한 연구를 위해서는 표면에서부터 다양한 고도에 이르는 위치에서 측정된 자기장 데이터가 필요하며, 이는 달 표토의 자화나 Swirl 형성 메커니즘을 이해하는데 중요한 정보이다. 따라서 본 연구에서는 큐브위성을 이용하여 저궤도부터 지표까지의 자기장을 측정하는 방안을 소개한다. 큐브위성은 달 궤도 모선에서 사출되어 자기이상 지역 표면에 충돌하는 임무를 가진다. 자력계는 모선과 큐브위성에 각각 탑재되어 자기장을 측정하며, 모선으로 부터 사출된 큐브위성은 충돌 직전까지 자기장을 측정하고 모선에 습득한 데이터를 실시간으로 전송한다. 이렇게 측정된 자기장 데이터는 모선의 궤도부터 표면에 이르기까지 여러 고도에서 측정되었기 때문에 자기이상 지역의 자기장 구조를 파악하는데 중요한 자료로 활용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 달의 자기이상 지역과 큐브위성 임무 설계에 대하여 기술하였다.

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Storm Sudden Commencements Without Interplanetary Shocks

  • Park, Wooyeon;Lee, Jeongwoo;Yi, Yu;Ssessanga, Nicholas;Oh, Suyeon
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제32권3호
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    • pp.181-187
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    • 2015
  • Storm sudden commencements (SSCs) occur due to a rapid compression of the Earth's magnetic field. This is generally believed to be caused by interplanetary (IP) shocks, but with exceptions. In this paper we explore possible causes of SSCs other than IP shocks through a statistical study of geomagnetic storms using SYM-H data provided by the World Data Center for Geomagnetism - Kyoto and by applying a superposed epoch analysis to simultaneous solar wind parameters obtained with the Advanced Composition Explorer (ACE) satellite. We select a total of 274 geomagnetic storms with minimum SYM-H of less than -30nT during 1998-2008 and regard them as SSCs if SYM-H increases by more than 10 nT over 10 minutes. Under this criterion, we found 103 geomagnetic storms with both SSC and IP shocks and 28 storms with SSC not associated with IP shocks. Storms in the former group share the property that the strength of the interplanetary magnetic field (IMF), proton density and proton velocity increase together with SYM-H, implying the action of IP shocks. During the storms in the latter group, only the proton density rises with SYM-H. We find that the density increase is associated with either high speed streams (HSSs) or interplanetary coronal mass ejections (ICMEs), and suggest that HSSs and ICMEs may be alternative contributors to SSCs.

팔-접힘 구조를 가지는 소규모 OBEM과 OBE시스템 (기술보고서) (A small ocean bottom electromagnetometer and ocean bottom electrometer system with an arm-folding mechanism (Technical Report))

  • Kasaya, Takafumi;Goto, Tada-nori
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제12권1호
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    • pp.41-48
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    • 2009
  • 자연적인 자기장은 전기 전도도가 높은 물에서는 감쇠한다. 이러한 이유로, 해양 지전류 탐사법에서 장주기(1000 - 100000 초) 자료를 측정하였나. 맨들 구조가 해저 지전류측정의 주된 적용 대상이었다. 반면에 지각구조를 밝히기 위해서, 예를 들어, 메카트러스트 지진지역이나 천연자원조사와 같은 분야에서는 보다 짧은 주기의 전자기장에 대한 자료가 중요하다. 예를 들어 전자의 조사를 위해서는 1000초 보다 자은 주기를 가지는 전자기장 자료가 필요하다. 그러나, 이러한 용도를 위한 적절한 해저 전자력계 (OBEM)가 없기 때문에 높은 샘플링 속도와 조립과 회수 과정을 용이하게 하기 위한 팔-접힘 구조를 가지는 소규모 OBEM과 해저 전위계 (OBE)를 개발하였다. 자기장 측정을 위하여 플럭스게이트 센서를 이용하였다. 개발된 장비의 현장 성능을 평가하기 위한 현장측정이 이루어졌다. 모든 장비는 전자기 측정자료를 획득한 채로 회수되었다. 첫번째 실험의 결과, 개발된 시스템은 동작과 측정 모두 그 기능이 정상적으로 잘 이루어지고 있음을 확인하였다. 돗토리 근해에서의 또 다른 현장실험 결과는 새로운 OBEM과 OBE 시스템으로 획득된 전자기 자료가 탐사 목적에 충분한 양질의 자료라는 주장을 뒷받침해 주었다. 이러한 견과들은 개발된 장비들이 해저면 전자기장 측정에 대한 장비적인 장애를 모두 해결하고 있음을 확증하고 있다.

Electrostatic upper-hybrid waves and energetic electrons in the Earth's radiation belt

  • Hwang, Junga;Shin, Dae-Kyu;Yoon, Peter H.;Kurth, William S.;Lee, Dae-Young
    • 천문학회보
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    • 제41권2호
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    • pp.42.2-43
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    • 2016
  • Electrostatic fluctuations near upper-hybrid frequency, which are sometimes accompanied by multiple-harmonic electron cyclotron frequency bands above and below the upper-hybrid frequency, are common occurrences in the Earth's radiation belt, as revealed through the twin Van Allen Probe spacecraft. In the literature upper-hybrid emissions are used for estimating the background electron density, which in turn can be used to determine the plasmapause locations, but the role of energetic electrons in generating such fluctuations has not been discussed. The present paper carries out detailed analyses of data from the Waves instrument, which is part of the Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS) suite onboard the Van Allen Probes. Combined with theoretical calculation, it is demonstrated that the peak intensity associated with the upper-hybrid fluctuations is predominantly determined by tenuous but energetic electrons, and that denser and less energetic background electrons do not contribute much to the peak intensity. This finding shows that upper-hybrid fluctuations detected during quiet time are useful not only for the determination of the electron density, but also they contain information on the ambient energetic electron population as well.

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자기장을 이용한 자율주행 전기자동차의 조향제어 (Steering Control for Autonomous Electric Vehicle using Magetic Fields)

  • 김태곤;손석준;유영재;김의선;임영철
    • 센서학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.134-141
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    • 2001
  • 본 논문은 자기장을 이용한 자율주행 전기자동차의 조향 제어에 대한 연구이다. 도로의 중앙에 일정 간격으로 영구자석을 설치하고 차량에 자기 센서를 장착하여 차량의 이동에 따른 자기장의 변화를 측정하여 조향 제어가 되도록 하였다. 단일 자석에 의한 자계 분포로부터 일정한 간격으로 나열된 영구자석에 의한 자계를 분석하였고, 이를 이용하여 자석에 의한 직선 및 곡선 도로를 만들어 주행 시뮬레이션을 하였다. 차량의 조향 제어를 위해 신경회로망을 이용하여 제어기를 구성하고, 자석을 설치하여 만든 실험도의에서 실제 제작한 전기자동차를 이용하여 주행 실험을 하였다. 실제 주행 실험에서 차체와 외부 지자기에 의한 영향을 보상하여 제안된 방법에 의한 자율 주행 차량의 자율 주행이 가능함을 확인하였다.

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