• Title/Summary/Keyword: 시간영역 유한차분

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A Study on Using Finite Difference-Time Domain Modeling of Electromagnetic Wave Propagation for Thickness Determination and Rebar Detection in Concrete Specimens (유한차분 시간영역법을 이용한 콘크리트의 두께측정과 철근위치 탐사를 위한 전자기파 전파 모델링)

  • 임홍철;조윤범
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.639-648
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    • 1999
  • 레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100㎜로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%∼0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

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Application of Modeling of Electromagnetic Wave Propagation for Thickness Determination Using Finite Difference-Time Domain (유한차분 시간영역법을 이용한 콘크리트 두께측정 전자파 모델링의 적용)

  • 임홍철;남국광
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.2
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    • pp.341-349
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    • 2002
  • 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.

Applications to the FDTD Technique for Modeling and Characterization of Microstrip Based Discontinuity Structure (마이크로 스트립에 기초한 불연속 선로의 모델링 및 해석을 위한 유한차분법의 적용)

  • Kim, Yoonsuk
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.5 no.2
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    • pp.91-102
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    • 2002
  • 불연속 전송선로를 해석하기 위한 유용한 방법으로서 유한요소법이나 공간도메인법등과 같은 주파수영역 해석법과 선로제작에 기초한 파라미터 측정법등이 사용된다. 시간영역의 유한차분법은 한번의 모의실험을 통해 주파수 의존적인 파라미터값을 구할수있어 불연속선로를 해석하는데 매우 효과적이다. 본 논문에서는 마이크로 스트립에 기초한 몇가지 형태의 2 포트 불연속 회로망 즉, 케스케이된 스텝 불연속 선로와 레이스트렉 지연선 및 단일 스터브 필터에 대한 정확한 모델링과 해석을 위하여 시간영역의 유한차분법의 적용방법이 논의된다. 2 포트 회로망으로 구성된 평면형 마이크로 스트립 불연속선로를 해석하기 위하여 일반적으로 분산 파라미터에 기초한 해석절차가 사용된다. 주파수 의존적인 분산 파라미터는 시간영역의 유한차분법에 의해 모니터된 입사, 반사 및 투과된 전압으로 부터 고속푸리에 변환을 통해 얻어지고, 또한 그 결과를 공간-스펙트랄 방법 및 모멘트 방법의 결과와 비교함으로써 시간영역의 유한차분법이 다양한 형태의 불연속 선로에 성공적으로 적용됨을 볼 수 있다.

Analysis of Microstrip Circuit using FDTD and Signal Processing (시간영역 유한차분법과 신호처리 기법을 사용한 마이크로스트림 회로 해석)

  • 장홍주;장상건;방성일
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.4 no.1
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    • pp.110-116
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    • 1999
  • In this paper, signal processing is utilized to reduce the computational time which is one of weak point of FDTD(finite difference time domain) method. Compared with the direct FDTD. combination of FDTD and signal processing achieves the same type of accuracy in much shorter time The combination method spends 140 minutes to analyze the frequence characteristics of the microstrip lowpass filter while the direct FDTD consumes about 900 minutes. To verify the obtained results, microstrip lowpass filter is fabricated on dielectric substrate and the measured results are compared with the analyzed results. It is shown that measured results are in good agreement with the theoretical results.

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2D Finite Difference Time Domain Method Using the Domain Decomposition Method (영역분할법을 이용한 2차원 유한차분 시간영역법 해석)

  • Hong, Ic-Pyo
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.17 no.5
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    • pp.1049-1054
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    • 2013
  • In this paper, two-dimensional(2-D) Finite Difference Time Domain(FDTD) method using the domain decomposition method is proposed. We calculated the electromagnetic scattering field of a two dimensional rectangular Perfect Electric Conductor(PEC) structure using the 2-D FDTD method with Schur complement method as a domain decomposition method. Four domain decomposition and eight domain decomposition are applied for the analysis of the proposed structure. To validate the simulation results, the general 2-D FDTD algorithm for the total domain are applied to the same structure and the results show good agreement with the 2-D FDTD using the domain decomposition method.

Modeling of 3-D Interconnect Line Using ADI-FDTD Method (ADI-FDTD 방법을 이용한 3차원 인터커넥트 모델링)

  • Choe, Ik-Jun;Kim, Yeon-Tae;Won, Tae-Yeong
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.39 no.8
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    • pp.52-63
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    • 2002
  • In this paper, we developed a numerical analysis model by using ADI-FDTD method to analyze three-dimensional interconnect structure. We discretized maxwell's curl equation by using ADI-FDTD. We introduced PML(Perfectly Matched Layer) absorbing boundary condition to solve the effect of the reflected wave at the interface. Evaluating the numerical model of PML and ADI-FDTD, we simulated the electric field distribution in time domain. We compare standard FDTD with ADI-FDTD, and analysis the result.

An analysis of microwave active circuit using the extended FDTD method (확장된 시간 유한 차분법을 이용한 초고주파 능동 회로의 해석)

  • 박재석;남상식;장상건;이혁재;진년강
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.22 no.12
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    • pp.2736-2743
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    • 1997
  • In this paper, the extended finite difference time domain(FDTD) algorithm is applied to carry out full-wave analysis of a microwave amplifier circuit. The active device included in the amplifier is modeled by equivalent current sources. Equivalent current sources are characterizing interaction between electronmagnetic waves and active devices and can be directly incorporated into the FDTD algorithm. To confirm this analysis, an amplifier is implemented. The FDTD simulation shows good agreement with measured results.

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Analysis of microstrip patch array antenna characteristics using finite difference time domain algorithm (유한차분시간영역 알고리듬을 이용한 마이크로스트립 패치 배열 안테나 특성해석)

  • 홍용인
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.2 no.2
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    • pp.197-205
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    • 1998
  • The purpose of this paper is to analyze the electromagnetic field characteristics of array antenna with the finite difference-time domain algorithm. Finite difference equations of Maxwell's equations are defined in cylindrical coordinate systems. To simulate the unbounded problem like a free space, the Mur's absorbing boundary condition is also used. After modeling the array antenna with the grid structure, the transient response of the field distribution is depicted in the time domain.

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A Study on the Communication Performance Improvement of the Parallel Finite-Different Time-Domain Simulator by using the MPI Persistent Communication (MPI의 지속 통신 메커니즘을 이용한 병렬 유한차분시간영역 전산모사 프로그램의 통신 성능 향상에 관한 연구)

  • Kim, Huioon;Chun, Kyungwon;Kim, Hyeong-gyu;Hong, Hyunpyo;Chung, Youngjoo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.942-945
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    • 2009
  • 유한차분시간영역 방법은 전자기파 관련 분야의 전산모사에 많이 사용되는 수치해석기법이다. 이 방법을 이용하여 구현한 전산모사 프로그램은 많은 계산 자원 필요로 하기 때문에 병렬 계산 환경을 이용하게 되는 경우가 많다. 병렬 계산 환경에서 전산모사를 수행할 경우, 병렬로 수행되는 각 프로세스 간의 통신 속도와 네트워크의 지연 시간은 계산의 병목 현상을 초래하여 전체적인 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 본 논문에서는 MPI의 지속 통신 메커니즘을 이용하여 병렬 프로세스 간 동기화 속도를 증가시킴으로써 유한차분시간영역 전산모사 프로그램에서의 MPI 통신 성능의 향상을 꾀하고, 그 결과를 그래프로 도시하였다. 또한 기존의 양방향 통신과 단방향 통신 메커니즘을 사용했을 때의 성능과 비교/분석하여, 병렬 유한차분시간영역 전산모사 프로그램에 있어서 지속 통신 메커니즘의 장/단점을 제시하고, 그 효용성에 관해 논의한다.

Parammeter Optimization of the Electromagnetically Coupled Broadband Microstrip Antenna by Finite Difference Time Domain Method (시간영역 유한차분법을 이용한 전자기 결합 광대역 마이크로스트립 안테나의 파라메타 최적화)

  • 김정렬;윤현보
    • The Proceeding of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.6 no.1
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    • pp.17-27
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    • 1995
  • In this paper, Finite Difference Time Domain (FDTD) method is used to analyze characteristics of the electromagnetically coupled broadband microstrip antenna, and to optimize the antenna parameters. By using short tuning stub in feedline, electromagnetically coupled microstrip antenna shows broadband (approximatcly equal 13%) characteristics, and the characteristics are varied as a function of length, width, and position of the tuning stub. Operating frequency, return loss, VSWR and input impedance are calculated by Fourier transforming the time domain results. Measurement data from fabricated electromagnetically coupled microstrip antenna are compared with FDTD results and are shown to be in good agreement. After optimization of the parameters, maximum bandwidth of about 15% is achieved.

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