• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.79-84
• /
• 1991

A variational approach employing localized functional is presented to solve alternating magnetic field problems with open boundary. The functional used in the approach consists of the domain integral of finite element region only and the boundary integral of the interfacial boundary between the finite and infinite element regions. The boundary integral is obtained by transforming the infinite domain integral for the infinite element region into the interfacial boundary integral. The proposed algorithm is then applied to a simple two-dimensional problem where the analytic solutions are available. It is shown that the algorithm makes it possible to yield good agreements between the numerical and analytic solutions. and that it requires less computer storage memory and computation time than the conventional finite element method due to the reduction of the computing region.

• Journal of the KSME
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.403-413
• /
• 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.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.1-6
• /
• 2001

P파와 SV파와 입사할 때 비균질 퇴적층에서의 지진응답을 유한요소법과 경계여소법을 조합하여 해석하였다. 유한요소법을 사용하여 불규칙한 기하형상과 비균질 재료 특성을 모델링하였고, 경계요소법을 사용하여 인위적인 경계로부터 불필요한 파의 반사를 없앨수 있게 반무한 영역을 모델링하였다. 경계요소의 기본해는 반무한 영역문제에서 반드시 고려해야하는 방사조건을 자동적으로 만족시킨다. 따라서 외부영역과 내부영역의 접촉면에서 표면력의 평행조건과 변위의 연속조건을 사용하여 P파와 SV파에 의한 지진응답을 해석하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.5-10
• /
• 2006

A special finite difference method for nonlinear dynamic response analysis of semi-infinite foundation soil using mapping which transforms semi-infinite domain into finite domain is presented here. For the region of engineering interest, mapping is isometric, and fur far field, shrink mapping which transforms infinite interval into finite interval is adopted. At first, the responses of semi-infinite foundation soil with linear constituting model are computed, and compared with theoretical results and those of existing method. Good agreements are obtained among the results of the proposed method, Lamb's theory and FEM with extensive mesh model. Then the responses of infinite foundation soil are computed by the present method, using small and large mesh model. The results of small and large mesh models agree well with each other, demonstrating the effectiveness of the proposed method.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.35 no.5
• /
• pp.404-411
• /
• 2007

new domain/boundary decomposition method is suggested to perform efficient finite element analyses of contact problems. A penalty method is used for connecting an interface or contact interfaces with neighboring subdomains that satisfy continuity conditions. As a result, the derived effective stiffness matrices are always positive definite, and computational efficiency can be improved to a considerable degree. Moreover, any complex-shaped domain can be divided into independently modeled subdomains without considering the conformity of meshes along the interface. Using a computer code based on the present method, these advantageous features are confirmed through a set of numerical examples.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.28 no.2
• /
• pp.123-130
• /
• 2015

This paper presents a new formulation for transient simulations of microwave propagation in heterogeneous unbounded domains. In particular, perfectly-matched-layers(PMLs) are introduced to allow for wave absorption at artificial boundaries used to truncate the infinite extent of the physical domains. The development of the electromagnetic PML targets the application to engineering mechanics problems such as structural health monitoring and inverse medium problems. To formulate the PML for plane electromagnetic waves, a complex coordinate transformation is introduced to Maxwell's equations in the frequency-domain. Then the PML-endowed partial differential equations(PDEs) for transient electromagnetic waves are recovered by the application of the inverse Fourier transform to the frequency-domain equations. A mixed finite element method is employed to solve the time-domain PDEs for electric and magnetic fields in the PML-truncated domain. Numerical results are presented for plane microwaves propagating through concrete structures, and the accuracy of solutions is investigated by a series of error analyses.

• The Proceeding of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.17-27
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1997.04a
• /
• pp.147-159
• /
• 1997

본 연구에서는 상변화 영역에서 열평형 방정식을 별도로 수식화하지 않고도 잠열의 영향을 고려할 수 있으며, 고상과 액상 그리고 2상 영역에서 동일한 형태의 방정식을 사용할 수 있는 엔탈피법을 이용하였다. 상변화 문제의 엔탈피법을 이용한 유한요소해석을 위하여 8개의 절점을 가지며, 각 절점에서 1개의 자유도를 가지는 3차원 육면체 요소가 개발되었다. 해법의 타당성과 해의 정확도를 검증하기 위하여 엄밀해가 존재하는 상변화 문제를 유한요소법으로 해석하고 그 결과를 비교 검토하였다. 연구 결과, 엔탈피법에 의한 유한요소해는 상변화 영역이 하나의 특정 온도인 경우는 물론 온도 구간으로 나타나는 경우에도 시간 증분과 요소수에 크게 영향을 받지 않고 안정된 해가 됨을 알 수 있었다. 검증된 요소를 이용하여 3차원 상변화 문제에 적용하여 해를 나타내었다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.635-638
• /
• 2011

유한요소법은 편미분방정식(Partial Differential Equation)의 수치적 근사 해를 구하기 위한 가장 일반적이고 효율적인 방법으로 다양한 공학 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 유한요소법의 해석은 연속적인 범위를 가지는 문제를 여러 개의 요소로 나누어 다항식의 형상함수를 만들게 되며 결과적으로 근사 해를 구하게 된다. 이때 해석의 정확성을 높이기 위하여 형상함수의 차수를 높이고 요소의 개수를 늘리게 되면, 이에 따른 수치 계산량의 급격한 증가로 인해 수치해석의 효율성은 떨어지게 된다. 이를 보완하기 위해 유한요소법에 영역분할기법을 적용하여 병렬해석을 수행하면 해의 정확성과 효율성을 동시에 높인다. 병렬해석을 수행하는데 있어서 클러스터의 구조적 특성은 해석의 효율성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 모델에 대하여 병렬해석의 수행을 통하여 클러스터의 구조적 특성이 병렬해석의 효율성에 미치는 영향에 대해 확인한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
• /
• v.22 no.12
• /
• pp.2736-2743
• /
• 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.