박판 유도 가열을 위한 과도 열원 모델

정지형 유도 가열은 박판 구조물의 성형 및 교정에 필수적이며, 이때 과도 온도장이 공정 결과에 큰 영향을 미칩니다. 기존의 완전 연동 전자기-열(CEMT) 시뮬레이션은 정확하지만 계산 비용이 높아 실제 엔지니어링 적용에 한계가 있습니다. 효율적인 등가 열원 모델들은 열 발생률(HGR)이 시간에 따라 변하지 않는다고 가정하여, HGR이 크게 변하는 정지형 공정에서는 상당한 오차를 유발합니다. 본 연구는 고정밀 CEMT 분석을 통해 HGR의 시간적 변화를 정량화했습니다. 표면 집중 및 두께 확산의 두 가지 과도 단계를 식별했으며, 이후 스킨 효과와 큐리 온도 전이에 의해 준정상 상태 경향이 나타남을 확인했습니다. 이를 바탕으로 HGR 변화를 포착하는 교차 단계 해석 함수를 활용한 등가 과도 체적 열원(ETVHS) 모델을 제안했습니다. 제안된 모델은 5가지 전류 설정에서 CEMT 시뮬레이션과 비교 검증되었고, 2가지 추가 코일 길이에 대한 계수 전달성도 평가되었습니다. AH32 문헌 사례를 통해 모델 프레임워크의 적용 가능성을 확인했으며, 가열 중심 및 코일 가장자리 측정 위치에서 실험값과 온도 이력의 양호한 일치를 보였습니다. 보정 후 CEMT 대비 열 해석 속도는 약 540배에서 650배 향상되었습니다. 이 모델은 대규모 선박 패널의 다단계 교정 시뮬레이션에 열 입력으로 활용될 수 있음을 입증했습니다. 본 접근 방식은 보정된 조건 및 검증된 전달 범위 내에서 열 해석을 위한 효율적인 도구를 제공합니다.