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자성유체 기초방정식계의 이론해석과 가시화

전문가 제언: ○ 자성유체는 흑색의 액체로서 많은 강자성체 미립자를 함유하기 때문에 유동내부를 관찰하는 것은 매우 어렵기 때문에 자성유체 해석이 가능한 기초방정식계를 도출한 내용을 중심으로 기술하였다.

○ 자성유체를 연속체로 취급하는 경우의 기초방정식에 관한 연구로서는 현탁 미립자의 영향의 내부자유도를 무시한 경우와, 현탁 미립자에 의한 내부자유도의 영향을 고려한 보고가 있다.

○ 현재까지 많은 보고가 있었음에도 불구하고, 자성유체의 유동은 현탁입자를 함유한 유동장과 자기장의 복잡한 자기장의 상호작용이 있기 때문에, 기초방정식계는 미 확립된 상황이다.

○ 유용한 실용적인 기초방정식계를 도출하기 위해서는 인가자장 하에서 자성유체 내부에 형성된 입자의 클러스터 영향을 고려할 필요가 있다.

○ 직경 nm 사이즈의 입자가 ㎛ 사이즈에 준하는 클러스터를 형성하여, 이 클러스터가 거시적인 유동자기장에 영향을 주기 때문에, 자성유체의 MR 유체나 ER 유체 등의 전기자기 기능성 유체 등으로 확대적용도 기대된다.

○ 강자성체 미립자에 의한 내부자유도를 구하는데 마이크로폴라 이론을 적용하였다. 자유에너지와 산만계수에 기초한 열역학적 계산으로 자성유체의 기초방정식계를 유도할 수 있었고, 자성유체에 자장을 인가한 경우에는 유한요소법을 이용한 수치해석 결과를 활용함으로써 도출된 자성유체의 기초방정식계는 자성유체 기술개발에 유용하게 응용될 수 있을 것이다.

저자: Yasushi IDO
자료유형: 학술정보