• Title/Summary/Keyword: lorentz force

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The analysis of the thrust characteristics by a measurement of the back-EMF in a brushless DC linear motor (브러시리스 DC 선형 모터에서 역기전력 측정을 통한 추력 특성 분석)

  • Lee, Chun-Ho;Choi, Moon-Suk;Lee, Sang-Lak;Kim, Yong-Yil;Hyun, Dong-Seok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.10-12
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    • 1997
  • For a given brushless DC linear motor, we analyze the thrust characteristics. We measure the back-EMF and then calculate the thrust with it. To compare the thrust, we measure it direct with force-torque meter and we calculate it from Lorentz equation. As the thrust and the back-EMF vary linearly according to the current and the velocity respectively, we define the thrust constant and the back-EMF constant. To match the motor to its controller, we calculate the thrust constant and the back-EMF constant. The result calculated with the back-EMF differs from that of the measurement by only 4.4%.

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Numerical Analysis of an Arc Plasma in a DC Electric Furnace

  • Lee, Yeon-Won;Lee, Jong-Hoon
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.28 no.8
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    • pp.1251-1257
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    • 2004
  • In order to analyze the heat transfer phenomena in the plasma flames, a mathematical model describing heat and fluid flow in an electric arc has been developed and used to predict heat transfer from the arc to the steel bath in a DC Electric Arc Furnace. The arc model takes the separate contributions to the heat transfer from each involved mechanism onto account, that is radiation, convection and energy transported by electrons. The finite volume method and a SIMPLE algorithm are used for solving the governing MHD equations, that are conservation equations of mass, momentum and energy together with the equations describing a standard k-${\varepsilon}$ model for turbulence. The model predicts heat transfer for different currents and arc lengths. Finally these calculation results can be used as a useful insight into plasma phenomena of the industrial-scale electric arc furnace. From these results, it can be concluded that higher arc current and longer arc length give high heat transfer

Comparison Analysis of Calculation the Thrust of Linear Pulse Motor (리니어 펄스모터의 추력산정 비교 분석)

  • Kim Dong-Hee;Bae Dong-Kwan;Kim Kwang-Heon;Park Hyun-Soo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.133-137
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    • 2002
  • 리니어 모터 중에서 위치 정밀도가 우수하고 개루프 제어가 가능한 리니어 펄스모터(LPM : Linear Pulse Motor)에 대해 추력 성능 및 위치제어 정밀도 향상을 위해서 자기등가회로 모델링법에 의해 추력을 주로 계산하고 있다. 퍼미언스(Permeance) 모델법, 수치해석법(FEM), 속도 기전력법 등을 이용하여 자속밀도(B)를 구하는데 있어 해석적인 추력편차가 존재한다. 정확한 추력을 구하기 위해서는 이들 각각의 방법을 이용한 로렌츠 포스법(Lorentz Force Method), 자기수반 에너지법, Maxwell 응력법 등으로 추력을 계산하여 비교함으로써 모터용량, 파라미터 등의 각종 성능 비교시 중요 요소가 될 수 있다. 이에 본 연구는 위의 방법으로 LPM의 추력을 수식화하여 값을 얻고, 실제 추력값을 측정하여 얻어진 값과 비교 분석하고자한다. 이러므로 보다 정확한 LPM 추력 계산 방법을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

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Cellmembrane Electrolyte Flow Research Using Electromagnetic Characteristics of Needle and Magnet (침과 자석의 전자기적 특성을 이용한 세포막 전해질 흐름 연구)

  • Lee, Y.J.;Park, M.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.11c
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    • pp.3-6
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    • 2002
  • In this paper, the electrolyte flow treatment is suggested using together with needle and magnet. On account of Lorentz force law, we can not only induce the circulation of body fluids at specific hurt but also apply on the treatment of cell membrane voltage control controlling the electrolyte flow. If electric field is added to human body fluid, electrolyte and then magnetic field is taken by magnet, we can induce local region flow through needle, global region flow with artificial electrical field and magnetic field. Electrolyte flow is excellent treatment in clinical treatment.

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The Characteristics of Unsteady Flow for Arc Plasma in a $SF_6$ GCB ($SF_6$ 가스차단기에서 아크플라즈마에 의한 비정상 유동특성)

  • Lee, Jong-C.;Ahn, Heui-Sub;Oh, Il-Sung;Kim, Youn-J.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.11d
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    • pp.43-45
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    • 2002
  • 가스차단기의 성능은 노즐재질, 접점분리 속도 차단기의 치수 그리고 마크시간 등에 좌우되며 이러한 일련의 현상을 고찰하기 위한 유동현상을 모의하기 위해서는 기본적으로 두 접점의 상대운동 및 접점 사이에서 발생하는 아크 플라즈마(arc plasma)에 의한 전도, 대류, 복사현상 뿐만 아니라 아크전류에 의한 로랜츠힘(Lorentz's force), 용삭(ablation)에 의한 화학작용 등과 같은 매우 복잡한 물리적 현상을 고려해야 한다. 본 연구에서는 차단과정 중 대전류 영역에서의 아크특성과 마크에서 방출되는 강한 복사에너지에 의해 발생하는 PTFE 증기에 의한 영향을 고려하기 위해서 상용 CFD 프로그램인 PHOENICS에 아크 모델링과 고온에서의 $SF_6$-PTFE 혼합가스의 물성치 대입을 위한 보조 프로그램을 작성하여 해석을 수행하였다.

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A new magnetic sensor for the non-contact measurement of bending vibrations of non-ferromagnetic pipes (비자성 배관의 비접촉 굽힘 진동 측정을 위한 자기 센서의 개발)

  • Han, Soon-Woo;Kim, Yoon-Young
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1154-1158
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    • 2006
  • This investigation suggests a new non-contact type sensor that can measure flexural vibrations of a non-ferromagnetic pipe. The sensor works on the reversed Lorentz force mechanism; however, anti-symmetric bias magnetic field suggested in this work should be applied to measure bending vibration of a non-ferromagnetic pipe. The importance of the suggested magnetic field is verified by a series of experiments. The sensor is applied to the bending vibration measurement and modal testing of an aluminum pipe and shows satisfactory working performance compared to others.

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Stress analysis of HTS racetrack coils for 10 MW class superconducting wind power generator (10 MW 급 초전도 풍력발전기용 고온초전도 레이스트렉 코일의 응력 해석)

  • Kim, Kwangmin;Kim, Gyeong-Hun;Park, Minwon;Yu, In-Keun
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.18 no.2
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    • pp.13-18
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    • 2013
  • The authors designed a high temperature superconductor (HTS) racetrack coil for a 10 MW class superconducting synchronous wind turbine generator. The designed HTS racetrack coil was analyzed by an electromagnetic finite element method (FEM) to determine the magnetic field distribution, inductance, stress, etc. This paper describes the stress analysis and structure design result of the HTS racetrack coil for 10 MW class superconducting synchronous wind turbine generators, considering orthotropic material properties, a large magnetic field, and the resulting Lorentz force effect. Insulated HTS racetrack coils and no-insulation HTS racetrack coils were also considered. According to the results of the stress analysis, the no-insulation HTS racetrack coil results were better than the insulated HTS racetrack coil results.

Non Darcy Mixed Convection Flow of Magnetic Fluid over a Permeable Stretching Sheet with Ohmic Dissipation

  • Zeeshan, A.;Majeed, A.
    • Journal of Magnetics
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    • v.21 no.1
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    • pp.153-158
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    • 2016
  • This paper aims to discuss the Non Darcy boundary layer flow of non-conducting viscous fluid with magnetic ferroparticles over a permeable linearly stretching surface with ohmic dissipation and mixed convective heat transfer. A magnetic dipole is applied "a" distance below the surface of stretching sheet. The governing equations are modeled. Similarity transformation is used to convert the system of partial differential equations to a system of non-linear but ordinary differential equations. The ODEs are solved numerically. The effects of sundry parameters on the flow properties like velocity, pressure, skin-friction coefficient and Nusselt number are presented. It is deduced the frictional resistance of Lorentz force decreases with stronger electric field and the trend reverses for temperature. Skin friction coefficient increase with increase in ferromagnetic interaction parameter. Whereas, Nusselt number decrease.

Software development for magnetron sputtering cathode for wafers (반도체용 마그네트론 스퍼터링 음극 전산 모사 소프트웨어 개발)

  • Ju, Jeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.108-108
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    • 2016
  • 마그네트론 스퍼터링은 박막의 증착에 널리 사용되는 기술로 음극의 설계가 핵심적이다. 영구 자석과 전자석을 겸용하는 경우도 있고 고주파 코일을 추가하여 2차 플라즈마 발생을 유도하여 공정의 유연성을 한층 높인 방법도 오랫동안 사용되어 왔다. 전자의 자기장 하에서의 운동은 Lorentz force를 적분하여 예측할 수 있으며 가장 중요한 전자 - 중성간의 충돌 과정인 탄성 충돌, 여기 충돌, 이온화 충돌을 고려하면 보다 실질적인 마그네트론 플라즈마의 거동을 이해하고 그 결과를 기반으로 자석 배치를 설계할 수 있다. PIC (particle-in-cell) code를 이용하면 플라즈마 내의 전자기장 효과를 상세히 검증해볼 수 있지만 계산 시간의 부담 때문에 고성능 병렬 컴퓨터를 사용하여야 한다. 그 이유는 하전입자(전자, 이온)의 공간적인 분포에 변화가 발생하면 전위가 영향을 받고 전자의 가속이 발생하는 쉬스(sheath)의 두께가 따라서 변화하기 때문이다. 여기서 계산 시간의 단축을 위한 가정, 즉, 쉬스의 두께가 일정하다는 사실을 적용하면 계산시간을 획기적으로 단축 시킬 수 있으며 병렬 계산의 효율성도 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 원리에 입각한 코드를 개발하고 평판 디스플레이용 사각형 음극에 대해서 적용했던 경험을 바탕으로 원형의 스캔형 마그네트론 음극 구조의 이해와 설계에 적용하고자 코드를 개발하였다.

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Design and Manufacture for the 0.7MJ SMES Coil (0.7MJ SMES Coil 설계 및 제작)

  • Kim, H.J.;Seong, K.C.;Cho, J.W.;Lee, E.Y.;Ryu, K.S.;Ryu, K.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1998.07a
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    • pp.140-142
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    • 1998
  • The major part of SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) system consist of the superconducting coil, cryostat and current lead, power converter. The 0.7MJ SMES coil was a design and manufacture by using SMES device that we developed a design code. A SMES coil was wound with high winding tension in order to prevent wire motion from Lorentz force. This paper described optimum design for the SMES coil.

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