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절연유 내 양극성 전하 수송 모델의 공간 전하 거동 다중물리 수치해석에 관한 연구
A Study on the Multi-physics Numerical Analysis of Space Charge Behavior for Bipolar Charge Transport Model in Dielectric Liquid

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  • 발행기관
    국제차세대융합기술학회 바로가기
  • 간행물
    차세대융합기술학회논문지 KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제5권 6호 (2021.12)바로가기
  • 페이지
    pp.1027-1035
  • 저자
    이호영
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A405296

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원문정보

초록

영어
In this paper, multi-physics numerical analysis was developed utilizing finite element method to analyze mechanism of space charge behavior for bipolar charge transport model in dielectric liquid. In the numerical analysis model, it was assumed that the dielectric liquid composed of a weak electrolyte and contained between the two-dimensional parallel plate electrodes. An electric field was generated using Poisson's equation derived from Gauss's law, and multi-physics analysis by drift-diffusion-conduction of space charges was successfully performed by combining the bipolar charge continuity equation and the thermal diffusion equation by temperature. The space charge propagation model was numerically stabilized by applying non-dimensionalization and artificial diffusion terms, and multiphysics numerical analysis modeling was verified through current calculation by the energy method. Finally, the usefulness of the multi-physics numerical analysis method proposed in this paper was verified through comparative analysis with the experimental values of the previous literature that tested the numerical results of the space charge transport model considering the ionic dissociation and recombination of ions under the same conditions.
한국어
본 연구에서는 절연유 내 양극성 전하 수송 모델의 공간 전하 거동에 대한 물리적인 메커니즘을 분석하기 위해 유한요소법 기반의 다중물리 수치해석 모델링을 제안하였다. 수치해석을 모델은 2차원 평행 평판 전극사이에 약전해질로 구성된 절연유체를 포함하고 있다고 가정하였다. 전기장은 가우스 법칙으로부터 유도한 푸아송 방정식 으로 생성하고, 양극성 전하에 대한 연속방정식과 온도에 대한 열 확산 방정식을 지배방정식으로 구성하여 드리프 트-확산-전도에 대한 공간 전하 거동을 성공적으로 해석하였다. 공간 전하 전파 모델은 무차원화와 인공확산항을 도입하여 수치적으로 안정화하고 에너지법에 의한 전류 계산을 통해 다중물리 수치해석 모델링을 검증하였다. 최종 적으로 이온의 해리작용과 재결합작용을 고려한 공간 전하 수송 모델의 수치해석 결과를 동일한 조건에서 시험한 기존 문헌의 실험치와 비교분석을 통해 본 논문에서 제안하는 다중물리 수치해석법의 유용함을 검증하였다.

목차

요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 절연유 내 공간 전하 다중물리 해석을 위한 전기유체역학 이론
Ⅲ. 공간 전하 거동의 다중물리 모델링
3.1 양극성 전하 수송 모델의 지배방정식
3.2 수치해석을 위한 지배방정식 무차원화
3.3 공간 전하 전파 모델의 전류 계산을 통한 다중물리 모델링의 무차원화 검증
Ⅳ. 양극성 전하 모델의 수치해석 결과
Ⅴ. 결론
REFERENCES

키워드

다중 물리 해석 공간 전하 양극성 전하 수송 이온 해리 유한요소법 Multi-physics analysis Space charge Bipolar charge transport Ionic dissociation Finite Element Method

저자

  • 이호영 [ Ho-Young Lee | 창신대학교 소방방재공학과 교수 ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    국제차세대융합기술학회 [International Next-generation Convergence technology Association]
  • 설립연도
    2017
  • 분야
    복합학>기술정책
  • 소개
    Ever since next generation convergence technology became one of the most important industries in the nation, computing professionals have encountered a growing number of challenges. Along with scholars and colleagues in related fields, they have gathered in avariety of forums and meetings over the last few decades to share their knowledge, experiences and the outcome of their research. These exchanges have led to the founding of the International Next-generation Convergence technology (INCA) on December 1, 2015. INCA was registered as an incorporated association under the Ministry of Information and Communications. The main purpose of the organization is to improve our society by achieving the highest capability possible in next generation convergence technology.

간행물

  • 간행물명
    차세대융합기술학회논문지 [The Journal of Next-generation Convergence Technology Association]
  • 간기
    월간
  • pISSN
    2508-8270
  • 수록기간
    2017~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 506 DDC 606

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