• Title/Summary/Keyword: 비선형파이론

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High-order harmonics generated in different phase matching conditions (위상정합 조건에 따른 고차조화파 발생)

  • 이동근;신현준;김정훈;김형택;차용호;남창희
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.240-241
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    • 2000
  • 최근에 개발된 강력한 레이저는 원자가 tunneling 이온화 될 수 있는 충분한 세기를 가지고 있다$^{(1)}$ . Tunneling 이온화 된 전자는 원자의 Coulomb 퍼텐셜 보다 레이저 장에 의한 영향이 훨씬 크므로 기존의 perturbation 이론으로는 이들간의 상호작용을 설명하기에 부족하였다. 뿐만 아니라 이온화된 전자가 레이저 장의 방향이 바뀜에 따라 재결합함으로써 발생되는 고차조화파는 기존의 perturbation 이론으로는 설명될 수 없는 발생효율이 차수에 상관없이 거의 일정한 평탄영역을 가지고 있음이 실험적으로 관측되었다$^{(2)}$ . 강력한 레이저 장과 원자들과의 상호작용에 의해서 생성된 고차조화파는 기존의 비선형 현상으로 설명되어지는 이차 조화파나 삼차 조화파와 같이 레이저의 간섭성을 그대로 물려 받으므로 극자외선 영역의 간섭광원으로써 이의 활용가치가 높을 것으로 보고 있다. 현재에는 기존의 엑스선 레이저로 가능했던 고밀도 플라즈마 밀도 측정등과 같이 극자외선 간섭광이 필요로 하는 연구등에 활용 되어지고 있다. 뿐만 아니라 고차조화파는 효율이 거의 일정한 넓은 파장 영역인 평탄 영역을 가지므로 이의 넓은 파장 영역을 이용하면 아토초 수준의 짧은 극자외선 광원을 만들 수 있을 것으로 이론적으로 예견되어 지고 있다$^{(3)}$ . (중략)

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Harmonic Signal Linearization of Nonlinear Power Amplifier Using Digital Predistortion for Multiband Wireless Transmitter (다중 대역 송신을 위한 디지털 사전 왜곡 기법을 이용한 비선형 전력 증폭기의 고조파 신호 선형화)

  • Oh, Kyung-Tae;Ku, Hyun-Chul;Kim, Dong-Su;Hahn, Cheol-Koo
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.19 no.12
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    • pp.1339-1349
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    • 2008
  • In this paper, a nonlinear relationship between an input complex envelope and an output complex envelope of m-th harmonic zone is theoretically analyzed, and AM/$AM_m$ and AM/$PM_m$ are defined. A scheme to extract these characteristics from measured in-phase and quadrature-phase data is suggested. The proposed analysis is verified with a fundamental-fundamental and fundamental-third harmonic measurements for a InGaP power amplifier(PA). Based on the harmonic-band nonlinear analysis and extraction scheme, a new technique to send a signal in m-th harmonic band with a harmonic signal Linearization Digital Predistortion(DPD) scheme is presented. A numerical analysis and a Look-Up Table(LUT) based DPD algorithms to linearize output signal on m-th harmonic zone are developed. For a 16- and a 64-QAM input signals, a DPD for third harmonic signal linearization is implemented, and output spectrum and signal constellation are measured. The wholly distorted signals are linearized, and thus the measured Error Vector Magnitudes (EVM) are 6.4 % and 6.5 % respectively. The results show that a proposed scheme linearizes a nonlinearly distorted harmonic band signals. The proposed nonlinear analysis and predistortion scheme can be applied to multiband transmitter in next generation software defined radio(SDR)/cognitive radio(CR) wireless system.

Three Phase Voltage Sag and Harmonics Compensator based on the Direct Filtering Algorithm (직접 필터링 알고리즘 기반의 3상 전압sag 및 고조파 전류 보상 시스템)

  • Kim, Jung-Kun;Lim, Young-Cheol;Jung, Young-Gook
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.11d
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    • pp.218-220
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    • 2002
  • 본 연구에서는 정상상태에서 고조파 전류와 순시전압 강하에 대한 보상성능이 우수한 3상 전압 Sag 및 고조파 전류 보상 시스템을 제안하고 있다. 제안된 시스템의 보상 알고리즘으로는 구현하기 쉽고 간단한 직접 필터링 알고리즘이 사용되고 있으며 하이브리드 직렬형 능동전력필터에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형과 sag가 발생되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 일정한 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.

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Nonlinear Interaction of Second Order Stokes Waves and Two-Dimensional Submerged Moored Floating Structure (2차원잠수계류부체와 2차Stokes파와의 비선형간섭에 관한 연구)

  • Kim, D. S.
    • Journal of Korean Port Research
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    • v.10 no.1
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    • pp.37-51
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    • 1996
  • 2차의 섭동법과 경계요소법에 기초한 시간영역해석법은 불규칙파의 파동장에 있어서 파-구조물의 비선형간섭을 해석할 수 있는 해석법이지만. 파와 구조물의 운동이 정상상태에 도달하기까지 시간스텝으로 계산을 수행하여야 하므로 계산시간이 매우 길어지고, 각 성분파와 그에 의한 운동요소를 평가하는 것이 어렵다. 반면에 주파수영역해석법은 계산시간이 짧고, 각 성분요소들의 변화특성을 쉽게 판단할 수 있지만, 불규칙파동장으로의 적용이 현실적으로 어렵다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 잠제 등에 대해서 전개되어 있는 주파수영역해석법을 임의형상의 부체 구조물에 대해 새롭게 수식의 전개를 수행하고, 압축공기주입 부체구조물에 적용하여 실험 및 이론해석결과로부터 그의 타당성을 확인한다. 이 때 압축공기의 거동은 Boyle법칙을 사용하여 평가한다.

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A Study on the Dynamic Strength Analysis of the Hull Girder Among Waves Considering Non-Linear Hydrodynamic forces (선박의 비선형 유체력을 고려한 파랑중 동적 강도 해석법에 관한 연구)

  • Ku-Kyun Shin;Sa-Soo Kim;Sung-Wan Son
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.4
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    • pp.152-172
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    • 1992
  • The ship sailing among waves are suffered the various wave loads that comes from its motion throughout its life. Because there are dynamic, the analysis of ship structure must be considered as the dynamic problem precisely. In the rationally-based design, the dynamic structural analysis is carried out using dynamic wave loads provided from the results of the ship mouton calculation as the rigid body. This method is based on the linear theory assumed low wave height and small amplitude of motion. But at the rough sea condition, high wave height, relatively ship's depth, is induced the large ship motion, so the ship section configulation below water line is rapidly changed at each time. This results in non-linear problem. Considering above situation in this paper, the strength analysis method is introduced for the hull glider among waves considering non-linear hydrodynamic forces. This paper considers that the overall or primary level of the ship structural dynamic loading and dynamic response provided from the non-linear wave forces, and bottom and bow flare impact forces estimated by momentum slamming theory, in which the ship is idealized as a hollow thin-walled box beam using thin-walled beam theory and the finite element method. This method is applied to 40,000 Ton Double-Skin Tanker and attention is paid to the influence of the response of ship speed, wave length and wave height compared with linear strip theory.

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On numerical analysis for tsunami run-up on slope beach (경사 해빈에서 지진해일 처오름에 관한 수치적 고찰)

  • Lee, Woo-Dong;Kim, Taeyoon;Hwang, Taegeon;Ko, Chanhyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.83-83
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    • 2022
  • 여러 분야의 연구자들이 지진해일의 위험에 대한 경각심을 가지고, 지진해일의 발생, 전파 그리고 수리현상을 해석하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 해안지역에서 직접적인 피해를 입히는 지진해일의 충격파, 처오름, 월파, 침수 등에 관한 연구에 유사한 파형 특성을 가진 고립파를 많이 사용한다. 고립파는 비선형성과 분산이 균형을 이루는 가정에서 Korteweg-de Vries(KdV) 방정식을 만족하는 안정적인 이론파이다. 고립파의 파형분포는 수심에 의해 결정되고, 일정 수심 이상에서는 지진해일을 대신해 사용할 수 있다. 그러나 수심이 낮은 천해에서는 주기와 파장이 비현실적으로 짧아짐으로 지진해일을 대신하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 지진해일의 처오름 특성을 분석하기 위한 1:20 불투과성 경사면이 포함된 수치파동수조를 구성한다. 먼저, 일본 NOWPHAS(Nationwide Ocean Wave information network for Ports and HArbourS)의 관측자료를 이용하여 2011 동일본 지진해일과 고립파의 파형분포를 비교한다. 그리고 다양한 파형의 지진해일 생성할 수 있게 개발된 조파방법을 수치파동수조에 도입하여 수치해석을 수행한다. 수치해석결과, 지진해일의 처오름 높이가 고립파에 비해 최대 1.8배, 최소 1.13배, 평균 1.56배 증가한다.

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Hydrodynamic Analysis of Two-dimensional Floating Breakwater in Weakly Nonlinear Waves (약 비선형 파랑에 대한 연직 2차원 부방파제의 동수역학적 해석)

  • Lee, Jeongwoo;Cho, Woncheol
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.5B
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    • pp.539-549
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    • 2006
  • The performance of a pontoon-type floating breakwater (FB) is investigated numerically with the use of a second-order time domain model. The model has been developed based on potential theory, perturbation theory and boundary element method. This study is focused on the effects of weakly nonlinear wave on the hydrodynamic characteristics of the FB. Hydrodynamic forces, motion responses, surface elevation, and wave transmission coefficient around the floating breakwater are evaluated for various wave and geometric parameters. It is shown that the second-order wave component is of significant importance in calculating magnitudes of the hydrodynamic forces, mooring forces and the maximum response of a structure. The weak non-linearity of incident waves, however, can have little influence on the efficiency of the FB. From numerical simulations, the ratio of draft and depth, the relationship of wave number and width are presented for providing an effective means of reducing wave energy.

Nonlinear Transformation of Long Waves at a Bottom Step (해저단에서의 장파의 비선형 변형)

  • Mrichina, Nina R.;Pelinovsky, Efim N.
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.4 no.3
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    • pp.161-167
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    • 1992
  • We consider the preparation of long finite amplitude nondispersive waves over a step bottom between two regions of finite different depths. Two dimensional motion is assumed. with the wave crests parallel to the step, and irrotational flow in the inviscid fluid is considered. To describe the transformation of finite amplitude waves we use the finite-amplitude shallow-water equations, the conditions of mass flow conservation and pressure continuity at the cut above the step in Riemann's variables. The equations define four families of curves-characteristics on which the values of the Riemann's invariants remain constant and a system of two nonlinear equations that relates the amplitudes of incident reflected and transmitted waves. The system obtained is difficult to analyze in common form. Thus we consider some special cases having practical usage for tsunami waves. The results obtained are compared with the long wave theory and significant nonlinear effects are found even for quite small amplitude waves.

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Exact solver of Saint-Venant system with discontinuous geometry (불연속 지형조건에 대한 Saint-Venant 방정식의 정해법)

  • Jung, Jaeyoung;Hwang, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.256-256
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    • 2021
  • Saint-Venant 방정식은 수평규모가 수심규모보다 큰 천수흐름을 기술하는 수리동역학 모형으로 지난 수십년간 공학적 분야에서 널리 이용되어 왔다. 최근에도 기후변화에 따른 도시 홍수의 위기 증대로 홍수위기관리의 관심이 높아짐에 따라 홍수파(flood wave), 도시침수(urban inundation), 돌발홍수(flash flood) 등의 신속한 예측을 위한 Saint-Venant 방정식의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 도시와 같은 인공구조물이 즐비한 상황에서 천수흐름을 해석하는 고전적인 수치해법들은 다양한 불연속 지형들의 존재로 인하여 불안정하며 지배방정식의 정해로 수치해가 잘 수렴하지 않는 문제가 있다. 지난 수년간 이를 해결하기 위해 불연속한 지형을 안정적으로 해결할 수 있는 수치기법의 연구가 진행되어 왔으나, 정해로의 수렴성, 정확성에 관하여 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 수치해법의 주요 구조를 구성하는 Saint-Venant 방정식의 불연속한 지형조건에 대한 리만 문제의 정해를 연구하였다. 쌍곡선형 시스템의 특징을 고려하여 요소파들(elementary waves)의 공식을 유도하였는데, 질량과 에너지의 보존법칙에 위배되지 않으며 운동량이송부의 비선형성과 지형의 불연속에 의한 비엄격성을 고려할 수 있는 조건을 제시하였다. 또한, 유도된 요소파들을 바탕으로 L-M & R-M 커브이론(Han et al. 2014)을 사용할 수 있는 조건과 당위성을 증명하였고, 이를 바탕으로 Saint-Venant 방정식의 정해법을 구성하였다. 리만문제의 다양한 초기조건들을 바탕으로 모든 경우의 정해 구조를 조사하였고, 이를 통해 불연속 지형에 대한 Saint-Venant 지배방정식의 정해가 다수해를 갖을 수 있음을 보였으며, 이를 근사할 수 있는 수치기법의 전략을 소개하였다.

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A Study on Unsteady Free Surface Flow Simulation Using Two-Dimensional Finite Volume Method (2차원 유한체적법을 이용한 비정상상태 자유수면 모의에 관한 연구)

  • Jeong, Woo-Chang;Hwang, Man-Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.664-668
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    • 2008
  • 본 연구에서는 비정상상태 자유수면 모의를 위해 2차원 유한체적법을 이용한 수치모형을 개발하였으며, 이론적인 해석해 및 수리실험을 통한 실측자료를 이용하여 검증하였다. 개발된 모형은 지배방정식으로 비선형 및 보존형 2차원 천수방정식(shallow water equation)을 이용하였으며, 동적메모리 할당 기능이 포함된 Fortran-90으로 코딩되었다. 또한 구조화된 격자 및 비구조화 격자 시스템에도 적용될 수 있도록 모형을 구성하였으며, 불규칙한 하상지형에 의해 수치진동을 감소시키기 위해 본 모형에 well-balanced HLLC 기법을 적용하였다. 모형의 적용성을 검증하기 위하여 1차원의 경우 젖은/마른 하상 조건하에서의 댐 붕괴파 문제와 하상이 변화하는 지형 구간을 통과할 때 발생되는 천이류에 대한 문제 그리고 시간에 따라 변화하는 수위와 지형 조건에서의 wetting & drying에 대한 문제에 적용하였으며, 2차원의 경우 전통적인 댐 붕괴파 문제 및 구조물에 미치는 댐 붕괴파의 영향에 대한 수리모형실험을 통한 실측자료를 이용하여 검증하였다. 검증결과 본 모형을 통해 계산된 수치해는 이론적인 해석해와 실측자료에 거의 정확히 일치하였으며, 향후 실제 하천 자료를 이용하여 모형의 현장 적용성을 검증할 것이다.

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