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Home > Issues > Volume23 (2013) > No.1(pp1-36)

유한요소법을 이용한 자성유체의 거동예측을 위한 수치적 모델링

한국자기학회지, Volume 23, Number 1, 28 Feb 2013, Pages 31-35
서재형 (동아대학교 기계공학과 대학원), 이무연 * (동아대학교 기계공학과), 서이수 (동아대학교 기계공학과)
Abstract

본 연구에서는 나노입자 크기를 가지는 강자성체 미립자로 구성된 자성유체의 거동을 예측할 수 있는 수학적 모델링을 유한요소법(Finite element method)을 이용하여 수치적으로 접근하였다. 이를 위하여 뉴턴유체의 거동을 예측하는 지배방정식과 함께 자기력에 반응하는 강자성체의 거동을 예측하기 위한 Maxwell 자장 방정식 및 자성입자의 회전효과를 풀 수 있는 자화의 구성방정식을 추가로 고려하였다. 더불어 유한요소법을 이용하여 각 방정식을 이산화하고 속도와 온도의 경계조건을 이용하여 자성유
체의 거동을 예측하였다. 본 모델링의 적합성을 검증하기 위하여 Davis(1983) 및 Fusegi et al.(1991)의 연구결과와 비교하였고, 각각 5.5 % 및 2.7 % 범위에서 비교적 정확하게 예측되었다.

The objective of this study is numerically analyzed the behavior characteristics of the magnetic fluid in a closed rectangular container using finite element method (FEM). The governing equations are solved with magnetization and Maxwell equations for consideration of rotating effect of the magnetite particle. Then the discretized equations are solved with boundary conditions of the velocity and temperature. The developed model is validated with the results of Davis (1983) and Fusegi et al. (1991) has a good
agreement within 5.5 % and 2.7 %, respectively.

 

Keywords: 거동; 유한요소법; 자성유체; Nusselt 수; behavior; FEM (finite element method); magnetic fluid; nusselt number
DOI: http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2013.23.1.031