• 물과 미래
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• 제24권1호
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• pp.109-117
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• 1991

포화-비포화 영역에서 transient흐름 해석을 위해 유체의 연속방정식과 Darcy 법칙으로부터 다공질 매체에서의 흐름 지배방정식을 유도하였다. 수치해는 가중잔차원리에 입각한 Galerkin 유한요소법으로 구하며, 시간도함수항에는 유한차분법을 적용하였다. 해석에서는 실제 자연상태에서 발생되는 부정호우자료를 이용하고 이때의 지표하 흐름 해석에 필요한 강우 주상도는 제 손실성분을 고려한 초과우량 추정모형으로부터 얻었다. 비포화 토양에서의 흐름을 고려하기 위해 투수계수, 압력수두 및 체적함수비의 상호 함수관계를 이용하였다. 모형은 대칭인 2차원으로서 비등방성, 이질 토층으로 구성하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.145-152
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• 2016

효율적인 시간 영역 3차원 파동 전파 모델링을 위해 그래픽 프로세서를 사용하였다. 그래픽 프로세서는 대규모 병렬 연산을 위한 프로세서로, 그래픽 프로세서를 효율적으로 이용하기 위해서는 계산 과정과 메모리 복사 과정을 최적화할 필요가 있다. 본 연구에서는 메모리 관리에 초점을 맞추고 메모리 관리 방법에 따라 그래픽 프로세서를 이용한 프로그램의 성능이 어떻게 달라지는지 확인하였다. 또한 유한 차분법 차수와 속도 모델의 크기를 변화시켜가며 메모리 복사가 프로그램 성능에 미치는 영향을 시험하였다. 그 결과 3차원 파동장 전체를 복사하는 프로그램에서 메모리 관리가 유한 차분법 계산보다 큰 비중을 차지함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.1054-1061
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• 2007

본 논문에서는 2D 원통형 좌표계 구조를 해석하기 위한 전자기 수치 해석 방법 중 하나인 시간영역 유한차분법(FDTD)에서 필요한 흡수경계조건으로 UPML과 Liao 흡수경계조건을 비교하였다. 일반적인 2D 직각 좌표계에서는 UPML의 성능이 Liao의 흡수경계조건보다 우수하지만, 본 논문에서 가정한 2D 원통형 좌표계에서는 Liao에 의해 제안된 고유의 흡수경계조건이 UPML과 수정된 Liao 흡수경계조건보다 우수한 것으로 나타났다. 원통형 좌표계는 축에 대해서 대칭이기 때문에 3D 구조를 2D 구조로 가정할 수 있다는 점에서 안테나를 비롯한 다양한 마이크로파 회로의 특성해석에 널리 사용될 수 있는데, 정확한 수치해석 결과를 얻기 위해서 다양한 구조에 대한 흡수경계조건들의 비교와 검증이 필요하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권4호
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• pp.63-71
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• 2002

본 논문에서는 FDTD(시간영역 유한차분법)를 사용하여 TWPD(진행파형 광검출기)의 마이크로파 특성을 분석하였다. FDTD를 적용하여 전류와 전압을 시간 영역에서 계산하였다. 또한, 이 시간 영역의 데이터를 이용하여 주파수 영역에서의 특성 임피던스와 전파 상수를 구하였다. 진성 영역의 두께가 두꺼울수록, 도파관의 폭이 좁을수록 마이크로파 손실이 적고 위상속도가 빠르게 됨을 확인하였다 100 GHz에서 도파관의 폭을 2.4㎛ 진성 영역의 두께를 1.2㎛ 정도로 할 경우 50Ω 임피던스 정합이 가능한 구조를 설계할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.217-224
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• 2002

FDTD 해석법에서 공간적 셀의 크기는 해석의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 하지만 정확도를 향상시키기 위하여 진의 크기를 줄이게 되면, 해석시간과 기억용량의 증가를 초래하게 되는데 서브 그리딩을 사용하여 이를 해결할 수 있다. 본 논문에서는 관심영역만 세밀하게 해석할 수 있는 3차원 서브 그리딩법을 기술하고 이를 응용하여 몇 가지의 구조를 해석하였다. 제안한 방범의 타당성을 화인하기 위하여 균일 그리딩과 서브 그리딩을 적용하여 특성을 해석하고 그 격과를 비교하였다. 제안한 방법을 사용하였을 경우 동일한 정확도에서 균일 그리딩에 비하여 6배의 해석시간의 줄었고 기억용량은 2.5배 정도 줄어들었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.141-150
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• 1990

하구나 연안에서 해수의 순환형상을 모사(模寫)하게 위해 천수방정식(淺水方程式)을 여러 가지 경계조건 하에서 수치해석하였다. 공간영역은 Galerkin방법으로 이산화(離散化)하였으며 시간영역에 대해서는 유한차분법(Crank-Nicolson방법)을 사용하였다. 네 가지 검정실험이 해석적인 해가 있는 일차원 수로에서 행하여졌으며, 해석해를 구할 수 없는 이차원 모형에도 적용되었다. 해석해가 있는 경우 수치모사 결과가 이와 잘 일치하였으며, 이차원 모형에서의 결과도 매우 합당함을 알 수 있었다. 또 일차원 문제에서 4점 bilinear요소와 삼각형 요소를 사용한 결과를 각각 비교하였으며 시간적분도 2단계 Lax-Wendroff방법을 사용하여 결과를 비교하였다. 음해법을 사용할 경우 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있으나 요소의 갯수가 많아지면 구성되는 대수방정식(代數方程式)이 커지기 때문에 각 시간마다의 계산량이 엄청나게 늘어나게 되며 양해법을 사용할 때는 원하는 만큼의 정확한 결과를 얻기 위하여 시간간격이나 공간격자 간격을 선정하는데 각별히 유의하여야 할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.136-144
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• 2016

탄성파 자료의 역산은 파동방정식에 기초하고 있으므로 파동방정식의 해를 정확하게 구하는 것이 가장 중요하다. 특히, 전파형역산은 파동장 전체를 이용하기 때문에 정문제에 해당하는 모델링이 정확하게 이루어져야 신뢰할 수 있는 결과를 얻게 된다. 파동방정식의 수치해를 구하는 대표적인 기법인 유한차분법과 유한요소법은 해의 수렴성을 보장할 수 있어야 하는데, 해의 수렴성은 이론적으로 일반화된 증명이 되어 있으나 실제 문제에 적용할 경우 일관성과 안정성을 분석해야 한다. 모델링 결과의 일관성은 송신원 함수의 구현이 매우 중요한 부분인데, 유한차분법은 디랙 델타 함수(Dirac delta function)를 나타낼 때 격자 간격으로 표준화된 싱크 함수(sinc function)를 사용해야 하는 반면 유한요소법은 격자 간격에 관계없이 기저함수 값을 사용하면 된다. 주파수 영역 파동방정식을 사용할 경우 송신 파형 함수의 스펙트럼을 정확하게 표현하기 위해 샘플링 이론으로 정의되는 시간 간격보다 더 조밀한 샘플링 간격을 사용하고 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수를 최대 주파수로 사용해야 한다. 또한, 복소 각주파수를 사용하는 경우 감쇠 파동방정식을 만족하기 위해서는 송신 파형 함수를 먼저 감쇠한 후 사용해야 한다. 이러한 요건들이 모두 만족되었을 때 신뢰할 수 있는 역산 알고리즘 개발이 가능하다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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• pp.70-72
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• 2003

본 논문에서는 설계민감도 해석법과 위상최적화 기법을 사용하여 산란체의 물질상수 분포를 알기위한 수치해석 알고리즘을 제안하였다. 설계민감도 해석법과 보조변수법을 사용하여 복소 유전율에대한 목적함수의 미분정보를 계산하였고 이 민감도 정보를 통해 물질정보를 최적화 하였다. 최적화 기법으로 최대경사법(Steepest descent Method)을 사용하였으며 이 제안한 해석 기법을 2차원 TMz 모델에 적용함으로써 검증하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권10호
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• pp.60-67
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• 1997

This paper presents a 3-D finite difference time domain (FDTD) method used for indoor propagation simulations where the electromagnetic wav eis uniformly excited on th eone of the wall in a building and affected by an indoor obstacles. In cases of simulation and measurement, the frequency of 851 MHz is used. The conductivities of walls, floor, ceiling and indoor obstacles are measured and used for simulations. These simulations are carried out using different boundary condition such as mur's absorbing boundary condition (ABC) and perfectly matched layer (PML) technique. The PML technique is found to be well-suited to this analysis because of it's smaller computational domain than mur's ABC. The measured signal strengths are compared to simulated values with good agreement.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 2006

본 논문에서는 가우스 뉴튼법을 이용한 중합전 탄성파 자료의 파형역산에 관한 연구를 수행하였다. 탄성파 파형역산에 가우스 뉴튼법을 적용하는 방법은 80년대에 제시되었으나 최근 들어서야 활발히 연구가 진행되고 있는데 이는 연산 능력과 기억용량의 한계에 기인한 것이다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는, 파동 전파 수치모의와 역산과정에서 각각 다른 크기의 격자간격을 사용하고, 필요한 시간영역의 파동전파 모사와 가상 진원의 근사를 통해 편미분 파형을 계산하였으며, 효과적으로 슈퍼컴퓨터를 활용하기 위해 병렬처리 기법을 사용하였다. 수치모의를 통해, 가우스 뉴튼법을 이용한 파형 역산의 수렴속도가 빠르고 정확한 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 실제 탄성파 자료를 이용한 역산에의 적용가능성을 확인하였다.