• 전자공학회논문지A
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• 제29A권7호
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• pp.31-38
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• 1992

In this paper, numerical analysis package using Time-Domain Finite Difference (TDFD) method is developed to solve the initial value problem of Maxwell's equation and applied to several microstrip structures. TDFD allows us to show graphically the evolution of the crosswalk between microstrip lines. Moreover, we can obtain transmission line parameters and scattering parameters through Fourier transform of TDFD results in easy and efficient ways. TDFD is successfully applied to :1) wide band electromagnetic wave propagation along the single microstrip line, 2) crosswalk analysis between two microstrip lines, and 3) three metal line side-coupled filter. Our results show much better agreement with other theoretical experimental results reported in the literature. Thus we expect that TDFD is very useful to designing MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit).

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.37-44
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• 1998

본 연구에서 제안하는 혼합 방법(hybrid method)은 흐름이 우세한 영역에서의 전송 문제를 정확하고 효과적으로 해결하기 위하여 개발된 것으로 오일러-라그란쥐적 방법과는 달리 전방추적에 의하여 이송 과정이 수행되므로 보간 기법이 불필요하고 무작위 행보에 의한 라그란쥐적 방법과 달리 유한 차분법에 의하여 확산 과정이 수행되므로 많은 입자가 요구되지도 않는다. 한 점에 순간적으로 부하되는 오염원과 연속적으로 부하되는 오염원에 대한 이론적인 해와 비교하여 확산 계수와 무관하게 상당히 만족할 만한 결과를 얻었다. 현 방법은 또한 2차원 상에서 주변 5격자로부터 보간하는 오일러-라그란쥐적 방법과 무작위 행보로 입자 추적하는 순수 라그란쥐적 방법과 비교하여 정확성은 물론 계산 시간에 있어서도 상당히 월등한 방법임이 입증되었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.11-20
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• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.678-686
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• 1998

본 논문은 유한차분시간영역법의 mesh truncation을 위한 비둥방성 완전갱합충(APML)에 관하여 연구하였다. APML 방법은 크게 분리형과 비분리형으로 분류할 수 있으며, 분리형의 경우는 평면에 대하여 127M 또는 8 개의 방정식으로 구성되고 비분리형의 경우는 6개의 방정식으로만 구성된다. 따라서 후자의 방법이 전자의 방법 에 비하여 훨씬 간단하다. 본 논문에서 제시된 APML 방정식은 후자의 방법으로서 Chen에 의해 제시된 방법을 3차원적으로 확장하여 Maxwell의 시간도함수 방정식으로부터 직접 유도하였다. 특히 평면을 제외한 모서리와 모퉁이 부분에서 APML 방정식은 Gedney에 의해서 제시된 방법과 Chen의 방법올 조합하여 새롭게 효과적으 로 다루었다. 수치해석의 결과는 여러 파장을 갖는 선형안테나들에 대하여 복사때턴 및 전자장의 시간응답을 나타내며, 그 결과의 비교는 Mur의 1차 흡수경계조건을 사용한 결과 그리고 Kraus의 해석적 결과와 비교하였다. 결과적으로 Mur의 l차 흡수경계조건올 사용하는 경우는 주파수가 높아짐에 따라서 모서리와 모퉁이 부분에서 많은 오차가 있음을 확인하였다. 반면에 Kraus의 해석적 결과와의 비교는 좋은 일치를 보이므로 본 논문의 합당함을 입중할 수있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.70-76
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• 2000

2차원 순환 제어 날개 주위의 점성 유동을 수치적으로 해석하여 선박 해양 분야에 적용하기 위한 기초적 연구를 수행하였다. 지배 방정식으로는 2차원 비 압축성 RANS 방정식과 연속 방정식을 사용하였으며, 유한 차분법과 MAC법을 이용하여 이를 차분화 하였다. 또한, 압력 Poisson 방정식은 SOR 법을 이용하여 계산하였고, 모든 물리량이 격자점에 위치하도록 하였으며, 슬롯의 형상을 잘 표현하기 위해 격자계가 엇갈린 O형 비교차 중첩 격자계를 도입하였다. 코앤다 효과는 주로 난류 영역에서 나타나므로 수정된 Baldwin-Lomax 난류 모델을 도입하였다. 본 연구에서는 이러한 수치 계산 조직을 활용하여 뒷날이 원형으로 변형된 20% 두께의 타원 날개에 대한 코앤다 효과를 조사하기 위하여 분사 모멘텀을 달리 하며 시간에 따른 양 항력 특성의 변화를 계산하고, 그 결과를 실험치와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.347-352
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• 2015

시간영역반사계(time domain reflectometry, TDR)는 한 쌍의 도선에 입력한 파동의 진행 및 반사 현상을 분석하여 도선의 상태를 감시하는 기술이다. 이를 이용하여 본 논문에서는 파이프 연결부의 누수 감지 시스템을 개발하였다. 파이프 표면에 설치된 도선을 통해 TDR 신호를 송신하면, 누수에 의해 도선의 특성 임피던스가 달라지는 지점에서는 반사가 일어나게 되고 이를 기반으로 누수의 발생지점을 추론할 수 있다. 이를 위해, 유한차분 시간영역법(finite difference time domain, FDTD)을 이용한 전진 모델을 만들고, 이의 역문제를 풀어 누수 위치를 추론하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.582-591
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• 2000

본 논문에서는 휴대전화기에 의한 인체 영향을 FDTD (시간영역 유한차분법) 해석할 수 있도록 한국인 표준 에 알맞는 인체 두부의 FDTD 모텔 제작 방법을 소개하였다. 한국인 표준에 알맞은 사람의 두부를 MRI 촬영한 다음.2차원 MRI 영상 데이터를 이용하여 2차원 segmentation을 하였다. segmentation은 반자동법을 적용하였 으며 제작된 2차원 se밍nentation 데이터를 토대로 $1mm\times1mm\times1mm$크기의 3차원 고해상도 segmentation 데이터를 제작하였다. 3차원 고해상도 segmentation 데이터를 이용하여 휴대전화기의 사용 상황에 어올리도록 다양한 각도로 기울인 인체 두부의 FDTD 모델을 제작하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.227-236
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• 1999

유한 차분 시간 영역법 (Finite Difference Time Domain Method FDTD)은 다양한 마이크로파 회로를 해석하는데 널리 이용된다. 그런데 이를 위한 기존의 소스 모델링 방법은 제한이 많고, 일반적인 형태의 회로 에 적용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 여러 가지 마이크로파 회로를 효율적으로 해석하기 위해 내부 저 항 소스 모델링 (Internal Resistive Source M$\alpha$ieling)을 적용한다. 몇 개의 마이크로파 회로에 대하여 하드 소스 모델령 (Hard Source M$\alpha$ieling)을 이용한 결과와 비교하여 계산 시간이 현저하게 단축됨을 보이므로서 그 효율성을 입증하고, 기존의 소스 모텔링을 이용한 결과 및 측정치와도 비교함으로써 정확성을 입증한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.521-531
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• 2001

본 논문에서는 손실 및 분산 특성을 가지는 지하매질내에서 매설된 안테나를 이용하여 매질 위에 놓인 표적에 의한 산란파 추출방법을 제안하였다. 신호 송신 및 수신시는 다이폴 안테나를 사용하였고, 급전 모델로는 실제 시스템의 전송선 영향이 고려된 전송선 급전 모델을 사용하였다. 지하매질은 분산 및 손실을 가진 2차항 Debye 근사로 모델링 하였다. 2차항 Debye 근사 모델을 유한차분 시간영역법(FDTD)에 적용하기 위해서 선형구간 반복 컨벌루션을 사용하였으며, 손실 매질의 흡수 경계조건으로는 DPML을 사용하였다. 또한 수신신호에 포함되어 있는 표적의 산란파를 추출하기 위해서 지연시간 추출 알고리즘을 사용하여 매질의 수분함량에 따른 산란파의 크기 변화를 관찰하여 표적의 위치를 파악하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.664-673
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• 2007

본 논문에서는 참고문헌 [1], [2]에서 무손실 매질을 가정하고 보고하였던 ID-FDTD 기법을, 손실 매질로 확장시켜 정리하였다. 확장된 내용으로는 기법의 안정도 분석(stability analysis), 손실 매질에 대한 ID-FDTD 기법의 분산 관계(dispersion relation), 무손실 손실 매질 모두에 적용할 수 있는 보정치를 수식 등 크게 세 가지이다. 이러한 분석 결과 ID-FDTD 기법은 참고문헌 [3]의 standard 기법보다 큰 시간 증분에서도 안정성을 유지하면서도 적은 분산 오차(dispersion error)를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 두 가지 경우의 전자기파 산란 문제를 계산함으로써 검증하였다.