Application of Modeling of Electromagnetic Wave Propagation for Thickness Determination Using Finite Difference-Time Domain

유한차분 시간영역법을 이용한 콘크리트 두께측정 전자파 모델링의 적용

  • 임홍철 (연세대학교 건축공학과) ;
  • 남국광 (연세대학교 건축공학과 대학원)
  • Published : 2002.06.01

Abstract

The radar method is becoming one of the major nondestructive testing(NDT) techniques lot concrete structures. Numerical modeling of electromagnetic wane is needed to analyze radar measurement results. Finite difference-time domain(FD-TD) method can be used to simulate electromagnetic wave propagation through concrete specimens. Five concrete specimens with different thickness are modeled in 3-dimension. Radar modeling results compare measurement results to find backface of the concrete specimens and measure thickness of the concrete specimens.

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 5개의 시편을 3차원으로 모델링하였다. 모델링 결과와 실험 결과를 비교하여 실험에서 시편 뒷 표면을 찾으며 시편두께를 측정한다.

Keywords

References

  1. Chong, K. P., Scalzi, J. B., and Dillon, O. W., 'Overview of Nondestructive Evaluation Projects and Initiative at NSF' Journal of Intelligent Materials, System and Structures, Vol. 1, 1990, pp.422-431 https://doi.org/10.1177/1045389X9000100404
  2. 박석균, 임홍철, '전자파를 이용한 콘크리트 구조물의 비파괴검사', 콘크리트학회지, 제10권, 제2호, 1998, pp.27-39
  3. K. S. Yee, 'Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media', IEEE Trans. Antennas Propagat, Vol. AP-14, No. 3, 1996, pp.302-307
  4. Johnson. R. C., Antenna Engineering Handbook, McGrawHill, New York, 1477, 1993, pp.125
  5. 임홍철, 조윤범, '유한차분 시간영역법을 이용한 콘크리트의 두께측정과 철근위치 탐사를 위한 전자기파 전파 모델링', 한국전산구조공학회 논문집, 제12권, 제4호, 1999년, 12월, pp.639-6482
  6. Buyukozturk, O., Rhim, H. C., 'Modeling of Electromagnetic Wave Scattering by Concrete Specimens', Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 5, 1995, pp.1011-1022 https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00096-U
  7. 임홍철, 이지훈, 손병오, '레이더를 이용한 콘크리트의 두께 측정과 유효 측정 범위 설정에 관한 연구', 한국비파괴검사학회지, Vol. 20, No. 4, 2000, pp.305-313
  8. A. Taflove, Computational Electrodynamics: The Finite Difference Time Domain Method, Artech House, Boston․London, 1995, pp.599