• 제목/요약/키워드: 산란장 해석

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경계요소법을 이용한 초음파 산란장 해석에 관한 연구 (A Study on Scattered Field of Ultrasonic Wave Using the Boundary Element Method)

  • 이준현;이서일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.130-137
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    • 2000
  • 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

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유전체주의 전자장 산란 해석 (An Analysis of Electromagnetic Field Scattering for the Dielectric Cylinders)

  • 박동희;김정기
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.181-186
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    • 1992
  • 임의 단면을 갖는 도체 및 유전체주로 비추어진 TMz 산란 특성은 경계요소법으로 해석하였다. 경계요소 방정식은 Maxwell 방정식, 가중잔차 또는 Green 정리, 그리고 경계조건에 의해서 구성된다. 이때 경계상에서의 미지 표면장은 경계요소 접근 방정식으로 계산된다. 경계상에서 표면장이 구해지므로 무한공간에서 산란된 장과 산란폭은 쉽게 구할 수 있다. 해석된 예로써 완전도체 원형과 타원형 원통주, 그리고 유전체 원형과 타원형 원통주로부터의, 평면과 산란을 수치적으로 해석하였다. 컴퓨터 프로그램은 2차요소(고차경계요소)와 Gaussian구적법을 사용하여 향상시켰다.

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유전율 추출을 위한 공진산란의 FDTD 시뮬레이션 (FDTD Simulations of Electromagnetic Resonance Scattering for the Extraction of the Dielectric Constant)

  • 전상봉;정용화;안창희
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.113-117
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    • 2002
  • 최근 산란함수의 곱셈전개에 근거를 둔 새로운 공명 산란이론이 개발되어 공명성분의 크기와 위상을 수치적으로 정확하게 얻게 해 주었다. 또한 음파분야에서는 공명스펙트럼을 얼기 위해 MIIR 라는 실험방법을 개발되어 사용하여 왔다. 본 논문에서는 원통형 유전체에 의한 산란장 문제에 공진 산란이론을 적용하여 공진 주파수를 얻고, MIIR 의 실험 모델에 수치 해석방법인 FDTD를 적용하여 이로부터 역으로 유전율 등에 관한 정보를 얻기 위한 산란장 스펙트럼을 예측하였다.

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급전부에 전이 구조가 있는 원형 개구면 안테나의 엄밀한 해석 방법 (An Analytic Solution of a Circular Aperture Antenna with a Feed Transition)

  • 이행선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.982-988
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    • 2005
  • 본 논문에서는 모드 변환기나 필터, 매칭 구조가 모두 연결되어 있는 개구면 안테나의 특성을 예측을 위해 급전 부분에 전이 구조가 붙어 있는 원형 개구면 안테나의 해석적인 산란 해를 제시한다. 개구면의 모양이 원형이기 때문에 길이가 짧고 반지름이 다른 원형 도파관이 연결되어 있는 구조로 모델링하여 안테나를 해석했다. 안테나의 해석에서 급전 도파관과 개구면 사이의 영역은 일반화된 산란 행렬을 이용하여 전기장과 자기장을 나타냈고, 개구면에서 복사되는 전기장과 자기장은 적분 변환을 이용하여 나타내어 전체 구조를 해석했다. 여기서 필요한 산란 행렬과 적분 변환은 모두 해석적으로 계산 가능하고, 엄밀한 해이므로 안테나의 반사 특성, 복사 특성 등을 정확하게 예측 가능하다.

외삽 근사법을 이용한 완전 도체 다각주의 전자파 산란 해석 (The Analysis of Electromagnetic Scattering of Perfectly Conducting Polygonal Cylinders Using Extrapolation Integral Method)

  • 이상회;정구철;김정기
    • 한국통신학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.571-579
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    • 1987
  • 전자장 이론에서 적분 방정식은 산란 문제에 적용할 수 있다. 산란체 표면에서 전류 분포를 얻어 방사 전력, 산란장 등 산란체의 여러 특성을 얻을 있다. 본 논문에서는 다각주 표면의 전류 분포를 2차원 단면에서 적분 방정식으로 유도하였다. 수치해석으로는 펄스 함수를 기저 함수로 한 모멘트법을 이용하고 적분식은 외삽법을 사용하였다. 이는 cpu time을 매우 감소시킬 수 있었다.

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원통형 유전체와 공동에 대한 전자기파 공진산란이론의 배경성분 (Background coefficients of the scattering from dielectric cylinder and cavity in the Resonance scattering theory)

  • 정용화;전상봉;안창회;최명선
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.63-70
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    • 2003
  • 공진산란이론은 산란장의 공진현상을 물리적으로 해석해주는 이론으로, 산란장은 공진성분과 비공진성분 즉 배경성분으로 구성되어 있다고 가정한다. 따라서 공진 성분을 산란장으로부터 추출하기 위해서는 정확한 배경성분을 구하는 과정이 필요한데, 본 연구에서는 원통형 유전체와 공동에 의한 산란장으로부터 공진성분을 얻기 위한 배경성분을 제시하고, 수치 계산을 수행하여 타당성을 확인하였다.

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초음파 전파 및 산란 문제의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Ultrasonic Wave Propagation and Scattering)

  • 정현조;박문철;박윤원
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.411-421
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    • 2002
  • 초음파의 전파와 결함에 의한 산란장의 정확한 해석은 초음파 비파괴평가에서 중요한 역할을 한다. 수치해석 법은 매개변수에 대한 연구를 간단하고 값싸게 할 수 있으므로 결함 탐지 확률을 높이고 결과적으로 검사의 신뢰도를 개선시키는데 도움이 된다. 본 연구에서는 초음파 전파와 산란장의 계산을 위하여 유한요소법(finite element method)을 사용하였으며, 대표적인 몇 가지 문제에 대하여 시뮬레이션을 실시하여 해석의 타당성을 검증하였다. 상용 FEM 프로그램을 이용하여 안정적인 수치해를 얻기 위한 유한요소 격자 크기와 시간 근사 스텝을 먼저 결정하였다. 2-D 등방성 및 이방성 재료에서의 전파와 산란 문제를 다루었으며, 이론적 정해 또는 실험 결과가 알려진 문제를 선정하여 FEM 해석 결과와 비교, 분석하였다.

전자파 산란문제를 해결하기 위한 혼합 유한요소법에 관한 연구 (A Study on Hybrid Finite Element Method for Solving Electromagnetic Wave Scattering)

  • 박동희;강찬석;안정수
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제4권1호
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    • pp.38-43
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    • 1993
  • 다충유전체주로 부터 전자장산란 문제를 해석하기 위하여 혼합유한요소방법을 적용하였다. 실질적으로 펀미분방정식의 해가 주어지는 무경계화된 영역은 국소경계영역으로 나누어지게 되고, 나머지 무경 계영역은 경계적분방정식으로 나타내게 된다. 나누어진 국소표면은 원천, 비균질성과 비등방성을 포함 하도록 정의한다. 따라서, 정의된 국소경계영역에서 미분볍이 사용된다. 또한 나머지 경계영역에서 경계 적분방정식이 단지 자유공간Green 함수를 사용하도록 수식화 될 것이다. 그 결과로서, 국소경계는 경계조건을 갖는 경계값 문제로 나타나게 되고, 유한요소법으로 해석된다. 제시된 방법의 장점은 전자장 산란연구에 보다 간략하고, 효율적이다. 결과의 타당성은 다른방볍(경계 요소법)파 비교하여 입증하였다. 확장된 수치해석의 예로서 임의의 단면을 갖는 손실유전체주의 산란장을 해석하여 제시했다.

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경계요소법을 이용한 SH형 초음파 원거리 산란장 해석에 관한 연구 (The Study on Scattered Far-Field Analysis of Ultrasonic SH-Wave Using Boundary Element Method)

  • 이준현;이서일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.333-339
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    • 1999
  • 가장 널리 이용되고 있는 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 동탄성 경계요소법을 이용하여 무한체 내부에 존재하는 기공 결함에 의한 초음파 수평횡파의 근거리 및 원거리 산란특성에 대하여 결함으로부터의 거리 영향을 고려하여 해석하였다. 이때 경계요소해석으로 구한 주파수 영역의 원거리 산란장을 실제 결함 탐상시 관찰할 수 있는 시간영역의 신호로 나타내기 위하여 IFFT처리를 하였다. IFFT처리하여 얻은 파형으로부터 원형 기공결함과의 거리가 증가할수록 진폭은 감소하고 시간지연이 나타남을 알 수 있었다.

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