The Development of Electromagnetic Field Analysis Software for Virtual Training

가상 교육용 전자장 해석 프로그램 개발

We usually encounter Electro-magnetics phenomenons and only feel some part of that, but it is hard to feel it visually. Moreover understanding physically and quantitatively is not a easy work. These electrostatic field theory, magnetostatic field theory and interchange magnetic field theory combined with electromagnetic field are formulated experimentally and theoretically by James Clerk Maxwell in 1873. Electromagnetic field takes electro-magnetic phenomenons as a expansion of formula originated in Maxwell equations. Since this is based on expansion of formula, it is hard to understand for many students not only middle school and high school students learning it at the first time but also college students studying physics as a elementary class and even majors in electromagnetic field. The program is developed as a visual aid to cope with these problems, and even to deal with complex problem to estimate solution using numerical method.

평상시 전자기 현상들을 접하고 있는 우리들은 이러한 현상들의 단편적인 면은 느낄 수 있으나 시각적으로 파악하기 어려운 현상이며 더욱이 물리 및 정량적으로 이해하기란 쉬운 일이 아니다. 이들 정전기장, 정자기장 또한 전자장이 결합되어있는 교류자장은 실험식과 이론적으로 James Clerk Maxwell에 의해 1873년도에 완성되었다. 따라서 전자장은 Maxwell방정식에 근거를 둔 수식의 전개로 전기 자기 현상을 다룬다. 이러한 수식전개가 바탕이 되는 학문이기에 처음으로 전자기를 배우는 중 고등학교 학생, 대학 기본과목인 대학 물리를 배우는 대학생, 이와 관련된 전공 학생에게 조차 이해하기에 어려움이 따른다. 따라서 이러한 난점들을 해결하고자 전자기 제반현상들을 시각적으로 파악하고 더 나아가 수식적으로 해를 구하기 어려운 문제들을 수치해석방법을 이용해 해의 거동을 추정할 수 있도록 하는 학부 수준의 가상 교육용 전자장 프로그램을 개발하고자 하였다.