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1	Design and modelling of an induction heating coil to investigate the thermal response of magnetic nanoparticles for hyperthermia applications Drake, Philip, Algaddafi, Ali E., Swift, Thomas, Swift, Thomas, Abd-Alhameed, Raed 02 April 2024 (has links) Yes / Magnetic Field Hyperthermia is a technique where tumours are treated through an increase in local temperature upon exposure to alternating magnetic fields (AMFs) that are mediated by magnetic nano-particles (MNPs). In an AMF, these particles heat-up and kill the cells. The relationship between an AMF and the heating-rate is complex, leading to confusion when comparing data for different MNP and AMF conditions. This work allows for the thermal-response to be monitored at multiple AMF amplitudes while keeping other parameters constant. An induction-heating coil was designed based on a Zero-Voltage-Zero-Current (ZVZC) resonant circuit. The coil operates at 93 kHz with a variable DC drive-voltage (12–30 V). NEC4 software was used to model the magnetic field distribution, and MNPs were synthesised by the coprecipitation method. The magnetic field was found to be uniform at the centre of the coil and ranged from 1 kAm−1 to 12 kAm−1, depending on the DC drive-voltage. The MNPs were found to have a specific absorption rate (SAR) of 1.37 Wg−1[Fe] and 6.13 Wg−1[Fe] at 93 kHz and 2.1 kAm−1 and 12.6 kAm−1, respectively. The measured SAR value was found to be directly proportional to the product of the frequency and field-strength (SARα f Ho). This leads to the recommendation that, when comparing data from various groups, the SAR value should be normalized following this relationship and not using the more common relationship based on the square of the field intensity (SARα f Ho2). / This work is partially supported by the UK Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) under grant EP/X039366/1, and HORIZON-MSCA-RISE ID: 101086492, Marie Skłodow-ska-Curie, Research and Innovation Staff Exchange (RISE), titled: FractuRe Orthopaedic Rehabilita-tion: Ubiquitous eHealth Solution (Robust). Induction coil Alternating field Magnetic heating Hyperthermia Nanoparticles Magnetic nanoparticles
2	Exploring electromagnetic induction as a power source for interactive human-powered devices Gonzalez Rabal, Elena January 2020 (has links) In the last decade, we have seen an increasing interest in the designing of interactive technology that is limited in energy usage to our bodily capabilities. This field is commonly referred to as Human-Power Interaction (HPI). The aim of HPI is to create battery-free devices that are powered solely from human interactions. Therefore, it is important that power generation and interactivity are aligned and not separated tasks. In this paper, a novel way of providing human power to interactive devices has been investigated using electromagnetic induction. The focus has been to explore and play with the fundamental principles of electromagnetic induction with the intention of evaluating its potential as a new type of interactive power generation. With the help of a physical prototype and an application to demonstrate its capabilities, the results show that electromagnetic induction could potentially be considered as a relatively easy way to build human-powered sources for interactive devices using this principle. / Under det senaste decenniet har vi sett ett ökande intresse för utformningen av interaktiv teknik som är begränsad i energianvändningen till det av våra kroppsliga förmågor. Detta fält kallas vanligen Human-Power Interaction (HPI). Målet med HPI är att skapa batterifria enheter som drivs enbart från mänskliga interaktioner. Därför är det viktigt att kraftproduktion och interaktivitet är anpassade till varandra och inte separerade aktiviteter. I denna rapport har ett nytt sätt att tillhandahålla mänsklig kraft till interaktiva enheter undersökts med hjälp av elektromagnetisk induktion. Fokus har varit att utforska och leka med de grundläggande principerna för elektromagnetisk induktion i avsikt att utvärdera dess potential som en ny typ av interaktiv kraftproduktion. Med hjälp av en fysisk prototyp och en tillämpning för att demonstrera dess förmåga, visar resultaten att elektromagnetisk induktion potentiellt kan ses som ett relativt enkelt sätt att bygga människodrivna källor för interaktiva enheter med denna princip. Computer and Information Sciences Data- och informationsvetenskap
3	Effects Of Induction Heating Parameters On Forging Billet Temperature Durukan, Ilker 01 September 2007 (has links) (PDF) Induction heating is one of the efficient and modern technique for heating raw materials for hot forging process. The induction heating furnaces use electro-magnetic field to transfer energy to the metal workpiece and heat is generated inside the material. The magnetic field can be provided by using induction coil. The power supplied to induction coil, the moving speed of the billet that is called conveyor speed and the coil box hole diameter are the factors affecting the resultant temperature of the heated billet. In this study, AISI 1045 type steel billets with a diameter of &Oslash / 30 mm and length of 100 mm have been heated in a particular induction heater. During heating, effects of different levels of power, conveyor speed and the coil boxes with different hole diameters are investigated. The 125 KW 3000 Hz induction heater which is available in METU-BILTIR Research and Application Center Forging Laboratory is used in experiments. The heating experiments are designed according to 23 Factorial Design of Experiment Method. Multiple linear regression technique is used to derive a mathematical formula to predict the temperature of the heated billet. A good correlation between the measured temperatures that are the results of different sets of induction heating parameters and the predicted temperatures that are calculated by using temperature prediction formula has been observed. TJ Mechanical Engineering. 1-1570
4	Methodenentwicklung zur Simulation von Strömungen mit freier Oberfläche unter dem Einfluss elektromagnetischer Wechselfelder Beckstein, Pascal 16 February 2018 (has links) (PDF) Im Bereich der industriellen Metallurgie und Kristallzüchtung treten bei zahlreichen Anwendungen, wo magnetische Wechselfelder zur induktiven Beeinflussung von leitfähigen Werkstoffen eingesetzt werden, auch Strömungen mit freier Oberfläche auf. Das Anwendungsspektrum reicht dabei vom einfachen Aufschmelzen eines Metalls in einem offenen Tiegel bis hin zur vollständigen Levitation. Auch der sogenannte RGS-Prozess, ein substratbasiertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung siliziumbasierter Dünnschichtmaterialien, ist dafür ein Beispiel. Um bei solchen Prozessen die Interaktion von Magnetfeld und Strömung zu untersuchen, ist die numerische Simulationen ein wertvolles Hilfsmittel. Für beliebige dreidimensionale Probleme werden entsprechende Berechnungen bisher durch eine externe Kopplung kommerzieller Programme realisiert, die für Magnetfeld und Strömung jeweils unterschiedliche numerische Techniken nutzen. Diese Vorgehensweise ist jedoch im Allgemeinen mit unnötigem Rechenaufwand verbunden. In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter Methodenapparat auf Basis der FVM vorgestellt, mit welchem sich diese Art von Berechnungen effizient durchführen lassen. Mit der Implementierung dieser Methoden in foam-extend, einer erweiterten Version der quelloffenen Software OpenFOAM, ist daraus ein leistungsfähiges Werkzeug in Form einer freien Simulationsplattform entstanden, welches sich durch einen modularen Aufbau leicht erweitern lässt. Mit dieser Plattform wurden in foam-extend auch erstmalig dreidimensionale Induktionsprozesse im Frequenzraum gelöst. Metallurgie Kristallzüchtung Elektroprozesstechnik elektromagnetisches Prozessieren Optimierung Simulation RGS Ribbon-Growth on Substrate freie Oberfläche Interface-Tracking Induktion metallurgische MHD MHD Magnetodynamik Hydrodynamik Thermodynamik Magnetohydrodynamik OpenFOAM foam-extend Methodenentwicklung Softwareplattform Numerische Methoden Strömung mit freier Oberfläche Metalle Halbmetalle Silizium Wafer 3D METIS FVM Finite-Volumen-Methode elektromagnetische Wechselfelder zeitharmonische Anregung Frequenzraum Blockmatrizen diskontinuierliche Materialeigenschaften magnetische Permeabilität elektrische Leitfähigkeit eingebettete Diskretisierung GFM Ghost-Fluid-Methode Mehrfeldproblem Multi-Physics Biot-Savart Biot-Savart-Gesetz Biot-Savart-Induktoren überlagerte Gitter ALE Gitterbewegung Kopplung FAM Finite-Flächen-Methode RMF rotierendes Magnetfeld TMF wanderndes Magnetfeld Validierung Maxwell Maxwell-Gleichungen Navier-Stokes Navier-Stokes-Gleichung inkompressibel Schmelze Lorentz-Kraft Induktor Konduktor Induktionsspulen Wirbelströme Wirbelstromproblem PISO Oberflächenspannung semi-gekoppelter Lösungsalgorithmus Diskretisierung Skineffekt AC quasistatische Approximation Magneto-Quasistatik metallurgy crystal growth electromagnetic processing optimization Simulation RGS Ribbon-Growth on Substrate free-surface interface-tracking Induction metallurgical MHD MHD magnetodynamics hydrodynamics thermodynamics magnetohydrodynamics OpenFOAM foam-extend method development software platform numerical methods free-surface flow metals metalloids silicon wafer 3D METIS FVM Finite-Volumen-Method oscillating magnetic fields time-harmonic excitation frequency domain block-matrices discontinuous material properties magnetic permeability electrical conductivity embedded discretization GFM Ghost-Fluid-Method multi-physics Biot-Savart Biot-Savart-inductor overlapped meshes ALE mesh movement coupling FAM Finite-Area-Method RMF rotating magnetic field TMF traveling magnetic field validation Maxwell Maxwell-equations Navier-Stokes Navier-Stokes-equation incompressible melt melt flow Lorentz-force inductor conductor induction coil eddy-currents eddy-current problem PISO surface-tension semi-coupled solution discretization skin effect AC quasi-static approximation ddc:620 rvk:UF 4600
5	Methodenentwicklung zur Simulation von Strömungen mit freier Oberfläche unter dem Einfluss elektromagnetischer Wechselfelder Beckstein, Pascal 08 January 2018 (has links) Im Bereich der industriellen Metallurgie und Kristallzüchtung treten bei zahlreichen Anwendungen, wo magnetische Wechselfelder zur induktiven Beeinflussung von leitfähigen Werkstoffen eingesetzt werden, auch Strömungen mit freier Oberfläche auf. Das Anwendungsspektrum reicht dabei vom einfachen Aufschmelzen eines Metalls in einem offenen Tiegel bis hin zur vollständigen Levitation. Auch der sogenannte RGS-Prozess, ein substratbasiertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung siliziumbasierter Dünnschichtmaterialien, ist dafür ein Beispiel. Um bei solchen Prozessen die Interaktion von Magnetfeld und Strömung zu untersuchen, ist die numerische Simulationen ein wertvolles Hilfsmittel. Für beliebige dreidimensionale Probleme werden entsprechende Berechnungen bisher durch eine externe Kopplung kommerzieller Programme realisiert, die für Magnetfeld und Strömung jeweils unterschiedliche numerische Techniken nutzen. Diese Vorgehensweise ist jedoch im Allgemeinen mit unnötigem Rechenaufwand verbunden. In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter Methodenapparat auf Basis der FVM vorgestellt, mit welchem sich diese Art von Berechnungen effizient durchführen lassen. Mit der Implementierung dieser Methoden in foam-extend, einer erweiterten Version der quelloffenen Software OpenFOAM, ist daraus ein leistungsfähiges Werkzeug in Form einer freien Simulationsplattform entstanden, welches sich durch einen modularen Aufbau leicht erweitern lässt. Mit dieser Plattform wurden in foam-extend auch erstmalig dreidimensionale Induktionsprozesse im Frequenzraum gelöst. info:eu-repo/classification/ddc/620 ddc:620

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