• 제목/요약/키워드: 시간영역 유한차분

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등방성 분산 특성과 개선된 시간 증분을 가지는 2차원 시간 영역 유한 차분법 (Novel 2-D FDTD Scheme with Isotropic Dispersion and Enhanced Stability)

  • 고일석;김현;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.165-170
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    • 2006
  • 본 논문에서는 시간 영역 유한 차분법에 있어 비등방성 분산 특성을 보이는, 기존의 Yee 기법을 개선하기 위해 2차원의 새로운 유한 차분식을 제안하였다. 이 기법은 6개 지점의 샘플링을 통해 공간에 대한 편미분식을 근사화하게 된다. 제안하는 기법의 분산 특성을 보기 위해 분산 관계식을 구하였고 그 관계식에서 수치적 전파 상수를 계산하여 제안하는 기법의 분산 특성이 등방성임을 확인하였다. 또한 기존 기법들에 비해 보다 큰 시간 증분의 모의 실험환경에서 안정함을 수학적으로 확인할 수 있었다.

전산유체역학과 유한요소법

  • 손정락
    • 기계저널
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    • 제29권4호
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    • pp.403-413
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    • 1989
  • 유한요소법의 전산유체 역학분야에 대한 응용현황을 계산방법과 적용례를 중심으로 정리하였다. 유한요소법의 가장 큰 장점은 복잡한 유동영역을 해석하기 위한 불규칙 요소망(unstructured mesh)의 사용이라 볼 수 있으며 적응적 요소망을 이용하여 계산의 정확도를 높일 수 있는 것 또한 강점이라 할 수 있다. 다만 불규칙 요소망 사용으로 인해 수반되는 대수 방정식 계산시간 및 기억용량의 증가는 conjugate gradient 방법 등을 이용하여 반드시 해결되어야만 한다. 지금 까지 유한요소법을 이용한 계산방법을 개발해 오는 과정을 보면 유한차분법에서 오래 전에 개 발된 방법들을 도입한 경우가 많았으며 특히 난류 및 개발된 경우가 많으며 대부분의 경우 이 들을 그대로 도입, 이용하였다. 반대로 최근에 항공기 동체설계 분야를 중심으로 복잡한 형태의 유동영역을 해석이 요구되는 경우 유한차분법, 특히 유한체적법(finite volume method)에 삼각형 유한요소를 이용한 불규칙 요소망을 도입하여 성공적으로 이용하고 있다. 따라서 전산유체 역 학의 발전을 위하여 두 분야의 유기적인 협조가 필요하며 결과적으로 전산유체 역학기법이 완 전히 기계설계의 한 분야로 정립될 수 있도록 많은 노력이 필요하다고 본다.

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시간영역 유한차분법을 이용한 동축선로의 전송특성 및 차폐효과 해석 (Analysis of Coaxial Line Transmission Charactristics and Shielding Effectiveness Using by Finite Difference Time Domain Method)

  • 남상식;윤현보;김정렬;백낙준;우종우
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제6권4호
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    • pp.11-19
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    • 1995
  • 본 논문에서는 시간영역 유한차분법(Finite Difference Time Domain : FDTD) 에 의해서 동축선로의 전달계수와 차폐효과에 대하여 해석하고 그 결과를 모멘트법과 비교하였다. 기존의 여기방법인 TE 나 TM 모드를 대신하여 반사파의 빠른 시간내의 완전흡수를 위하여 TEM 모드로 가정한 Gaussian 펄스를 인가하는 방법을 사용하였다. 또한, 동축선로의 차폐효과를 FDTD를 이용하여 계산 결과와 모멘트법을 이요하여 얻은 결괄와 매우 유사한 결과를 얻었다.

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유한차분 시간영역법을 사용한 도파관 불연속 해석을 위한 1차원 모드 PML (1-D Modal PML for Analysis of Waveguide Discontinuities Using the FDTD Method)

  • 정경영;천정남;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.761-767
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    • 1998
  • PML(Perfectly Matched Layer)은 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡수 성능을 나타내므로 분산 특성이 강한 도파관 구조에 적합한 흡수경계조건이다. 본 논문에서는 기존의 PML의 계산 효율을 향상시키기 위해 새로운 알고리듬을 제안한다. 제안된 방법은 입/출력 포트의 한 변에서 필드를 모드로 전개한 후, 모드에 따라 홉수 경계조건을 적용한다. 제안된 방법은 1차원으로 계산 영역을 해석하므로 메모리와 계산 시간이 절약된다. 두 께가 두꺼운 비대칭 아이리스를 갖는 WG-90 구형도파관을 기존의 PML과 본 논문에서 제안한 1차원 모드 P PML을 적용하여 유한차분 시간영역법으로 해석을 한다. 제안된 방법의 계산 효율이 매우 뛰어남을 수치 계산을 통해 알 수 있다.

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레블셋 유한요소 기법을 이용한 내부 조파 (Internal Wave-Maker with the Level-Set Finite Element Approach)

  • 이해균;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.181-184
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    • 2012
  • 기존에 제시된 Lin 과 Liu (1999)의 VOF 기법을 이용한 내부 조파 방법을 레블셋 기법에 적용하였다. 기하학적으로 유리한 유한요소법을 이용하여, Navier-Stokes 방정식의 공간차분에는 Characteristic Galerkin 기법을, 시간차분에는 Fractional Four-Step 기법을 적용하였다. 그림에 보인 바와 같이 중심(x=0)에서 전파하는 경우, 외부조파에 의한 영역내 재반사 문제가 해결되어 선형파를 의도한 바대로 잘 조파할 수 있었다.

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VLSI 인터커넥션에 대한 풀-웨이브 방법을 이용한 신호 왜곡 해석에 관한 연구 (A Study on the Signal Distortion Analysis using Full-wave Method at VLSI Interconnection)

  • 최익준;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권4호
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    • pp.101-112
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    • 2004
  • 본 논문에서는 3차원 인터커넥트(3D interconnect) 구조를 해석하기 위하여 ADI-유한차분시간영역(ADI-FDTD: Alternating Direction Implicit Finite Difference Time Domain)법으로 맥스웰 회전 방정식(Maxwell's curl equation)을 계산하는 수치 해석 모델을 개발하였고, 개발한 ADI-유한차분시간영역법을 이용하여 3.3 V CMOS 기술로 설계된 샘플러 회로의 일부의 영역에 대해 컴퓨터 모의 실험 결과하여 입력된 구형 전압 신호가 금속 배선을 거치면서 5∼10 ps의 신호 지연과 0.1∼0.2 V의 신호 왜곡이 발생되는 것을 확인하였다. 결론적으로 ADI-유한차분시간영역법을 이용한 풀-웨이브 해석을 통하여 고속의 VLSI 인터커넥트에서의 전자기 현상을 정확하게 분석할 수 있음을 제시하였다.

시간영역 유한차분법을 이용한 안테나 간섭영향 해석

  • 지기만;김광수;황승현;서진호;이수진
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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    • pp.49.2-49.2
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    • 2009
  • 소형우주발사체 KSLV-I의 상단부 전자장비 탑재 구조체의 외부면에는 텔레메트리, 원격추적, GPS, 비행종단 시스템의 안테나가 두 개 또는 세 개씩 장착된다. 발사체의 표면에 안테나를 부착할 수 있는 위치는 제한되어 있기 때문에 각 안테나 들은 서로 인접되어 부착된다. 또한 상단부 전자장비들과 지상장비의 성능을 검증하기 위해 수행되는 경비행기를 이용한 비행시험은 각 안테나들이 더욱 근접하여 장착된 상태로 수행된다. 따라서 각 하부시스템의 안테나 사이에 발생하는 간섭현상을 분석하기 위한 연구가 요구된다. 이 논문에서는 시간영역 유한차분법을 이용하여 서로 다른 하부시스템의 안테나 간에 발생하는 간섭영향을 해석하였다. 수행된 해석 과정은 우주발사체의 안테나 방사패턴을 해석하는데 이용될 수 있으며, 향후 우주발사체의 시스템 설계 과정에서 안테나의 배치 방법과 각 하부시스템의 성능 요구조건을 결정하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

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시추공 레이다를 위한 안테나 전파의 수치 모델링 -프로그램 개발- (Numerical Modeling of Antenna Transmission for Borehole Ground-Penetrating Radar -Code Development-)

  • 장한누리;김희준
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.265-270
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    • 2006
  • 지중 레이다 탐사에서 고주파수 전자파의 전파 현상은 복잡하다. 전자파 전파에 현상을 지배하는 물리적인 과정에 대한 이해를 향상시키기 위해서, 본 논문에서는 원통좌표계 맥스웰 방정식의 시간영역 유한차분법을 소개한다. 이 접근법은 시추공 지중 레이다탐사와 관련된 전자 파동장의 전파형을 모델화할 수 있다. 이 알고리듬은 완전정합층(PML)을 통한 흡수경계, 주파수 의존성 매질, 그리고 유한 길이 송신 안테나에서 쉽게 이행될 수 있다.

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몬테칼로 유한차분 시간영역 해석기법을 이용한 피어선-모스코위츠 완전도체 표면에서의 전자파 산란 해석 (Analysis of Electromagnetic Wave Scattering From a Perfectly Conducting Pierson-Moskowitz Surface Using a Monte-Carlo FDTD Technique)

  • 최동묵;김채영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권6호
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    • pp.253-259
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    • 2003
  • 본 논문에서는 몬테칼로 유한차분 시간영역 해석법을 이용하여 피어선-모스코위츠 완전도체로 가정된 바다표면에서 산란된 장을 구하였다. 산란해석에 사용된 일차원 표면은 피어선-모스코위츠 모델을 이용하여 생성하였다. 계산된 값은 이 표면의 형상을 결정하는 바람의 속도(U)에 대한 역 방향 산란계수였다. 계산에 사용된 표면의 수는 50개, 표면의 점의 수는 8192개이고, 표면의 길이는 128파장이었다. 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위해 소 섭동 근사 기법을 이용하여 계산된 결과와 비교하였다. 그 결과 양자간의 결과는 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

몬테칼로 유한차분 시간영역 방법을 이용한 프랙셔널 브라운 모션 프랙탈 완전도체 표면에서의 전자파 산란 (Electromagnetic Wave Scattering from a Perfectly Conducting Fractional Brownian Motion Fractal Surface Using a Monte-Carlo FDTD Method)

  • 최동묵;김채영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권2A호
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    • pp.63-69
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    • 2003
  • 본 논문에서는 몬테칼로 유한차분 시간영역 해석법을 이용하여 프랙탈 형상을 가진 완전 도체 표면에서 산란된 장을 구하였다. 프랙탈 형상을 가진 1차원 표면은 프랙셔널 브라운 모션 모델을 사용하여 생성하였다. 프랙탈 표면의 형상을 결정하는 스펙트럼 변수(S0), 프랙탈 차원(D)에 대한 역방향 산란계수를 계산하였다. 계산에 사용된 표면의 수는 80개, 표면의 점의 수는 1024개이고, 표면의 길이는 16파장이었다. 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위해 소 섭동 근사기법을 이용하여 계산된 결과와 비교하였다. 그 결과 양자간의 결과는 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.