• 전기의세계
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• 제39권3호
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• pp.32-38
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• 1990

1960년대 후반 유한요소법인 전자장 수치해석에 응용되기 시작한 후 전기기기 특성해석, 성능예측 및 설계에 많은 도움을 주었다. 그동안 실제 모델에 응용된것은 거의가 2차원 문제에 국한되었다. 그러나, 최근 들어서는 각종 전기기기가 경량화, 소형화, 고효율화 됨에 따라 점차로 3차원 전자장 수치해석에 대한 요구가 급증하고 잇다. 앞서 언급한 바와 같이 유한요소법은 영역법의 일종으로 영역을 적절히 요소분할 하는데 어려움이 있다. 따라서 근래에 영역법의 문제점을 보완하기 위하여, 또한 영역법으 대용으로 경계법에 대한 연구가 점차로 증대되고 있다. 경계요소법은 주어진 지배방정식에 대한 Green 함수를 반드시 알아야만 하는 단점을 갖고 있으나 근래에 들어서는 광범위한 분야에 걸쳐 Grem함수가 이미 발전되어 있기 때문에 실제 응용에는 별 문제가 없으리라 생각된다.

• 전기의세계
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• 제39권3호
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• pp.39-46
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• 1990

반도체 내에서의 전자장 해석을 위한 Maxwell방정식의 단순화, 반도체 방정식의 전개, 물리적인 모델링, 수치해석 기법, 응용분야 및 차세대 반도체 기술 개발을 위한 device simulation 기술등을 review하였다. Poisson방정식의 고유한 quasi-static apporximation을 고찰하였으며, Drift 확산식의 유효성 범위를 증가시키기 위하여 각 물리적인 모델들을 review하였다. 반도체 수치해석에서 빈번히 사용해온 F.D.M.F.E.N.및 B.E.M기법의 장단점과 각각으 수치해석 기법을 이용한 Simulation tool들을 언급하였다. 또한 현재의 반도체 기술과 차세대 반도체 memory기술을 위한 Simulation의 응용분야 및 3차원 Simulation에 필요한 기본적인 tool의 조건을 언급하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.347-349
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• 2001

본 논문에서는 극저주파 전자계 장해의 공학적 평가에 있어 기본이 되는 송전선 주변의 3차원 자기장 예측기법에 대하여 기술하였다. 송전선 주변의 무한영역 극저주파 자기장 계산을 위해서는 Biot-Savart's law에 의한 3차원 자기장 해석방법을 사용하였으며 교류자계 벡터의 중요한 파라미터인 elliptical polarized 특성에 대하여도 고찰하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.327-329
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• 1999

본 논문은 3차원 유한요소 프로그램을 이용한 농형 유도전동기의 정자장을 해석한 것이다. 2차원영역에서 해석하기 어려운 누설 인덕턴스를 3차원으로 해석하여 설계 파라미터 선정에 도움을 주고자 하였다. 유도전동기의 공극 자속밀도 분포와 누설 자속밀도 분포를 고찰하고 1[turn]의 coil에 의해 발생하는 자속의 량과 전동기 내부로 통과하는 자속의 량을 비교하여 누설 인덕턴스를 계산할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.786-787
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• 2008

본 논문에서는 1층 주거지역에 미치는 지하 분전반 모선으로부터 발생하는 극저주파 자기장을 억제하기 위한 연구의 일환으로 지하 분전반을 연구모델로 선정한 후 3차원 전자장 유한요소 해석을 이용하여 누설 자속을 분석하였다. 1층 침실에 미치는 자기장을 억제하기 위해 알루미늄 재질의 차폐판을 도입하여 차폐효과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2381-2387
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• 2013

본 논문에서는 전동기의 속도 센서로 사용되는 마그네틱 센서의 3차원 전자장 해석 기술 및 분석 방법에 대하여 논하였다. 마그네틱 센서는 레졸버 및 엔코더와 같은 속도센서에 비해 가격이 싸고 활용성이 높은 장점이 있는 반면, 정밀도가 낮으며 외부 자기장에 대하여 간섭을 많이 받는 단점이 존재한다. 마그네틱 센서는 전동기가 회전할 때 사인과 코사인 파형이 발생된다. 그러나 홀 소자 근처에서의 자기적 노이즈로 인하여 사인 및 코사인 신호가 왜곡이 발생하여 각도 오차로 나타난다. 본 논문에서는 마그네틱 센서의 홀 소자의 적절한 위치 선정과 주위에 적절한 요크를 다꾸찌 방법에 의해 최적 설계를 수행하여 이러한 왜곡을 방지하고자 하였다. 해석방법으로는 3차원 유한요소법을 이용하여 해석의 정밀도를 높였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.129-135
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• 2024

본 연구에서는 고속 반도체 패키지 및 PCB 내 노이즈 저감에 활용되는 비주기 전자기 밴드갭 기반 전원분배망에 대한 해석 방안을 제안한다. 비주기 전자기 밴드갭은 고속 반도체 시스템 성능 저하의 주요 원인 중 하나인 고주파·광대역 전원 노이즈를 효율적으로 감쇠할 수 있는 방안이지만 해석 시간 증대로 인해서 노이즈 감쇠 특성을 예측하는 데 어려움이 있다. 제안하는 해석적 방법에서는 전자기 밴드갭 단위셀 결합 구조에 대한 임피던스 파라미터를 도출하며 국소 배치된 전자기 밴드갭 구조를 포함하는 전원분배망의 전체 임피던스 파라미터를 도출한다. 국소배치된 전자기 밴드갭 구조의 임피던스 파라미터와 기존 전원분배망 구조의 임피던스를 효율적으로 등가치환할 수 있는 수식적인 방안을 제시한다. 제안하는 해석적 방법을 검증하기 위해서 전자기 밴드갭 구조가 국소배치된 PCB 테스트 샘플을 제작했다. 이 구조에 대한 3차원 전자장 시뮬레이션 결과, 측정결과, 제안 방안 결과를 비교한 결과 제안하는 해석적 방안은 높은 정확도를 보여줬으며 기존 3차원 전자장 시뮬레이션 기반 해석 방법 대비 99.7 % 해석 시간 단축을 달성했다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.121-128
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• 2017

국내에서 시간영역 전자탐사(time-domain/transient electromagnetic, TEM) 자료의 해석은 1차원 알고리듬에 주로 의존하고 있는 실정이기 때문에 정밀한 해석을 위하여 3차원 모델링 및 역산 해석 프로그램의 개발이 필요한 상황이다. 이 연구에서는 엇갈린 격자를 이용한 시간영역 유한차분(staggered-grid finite-difference time-domain, FDTD)법에 기초하여 3차원 TEM 반응 모델링 알고리듬을 개발하였다. 시간영역 전자탐사의 모델링을 위해 맥스웰 방정식을 현시적 중앙점 FDTD법을 이용하여 이산화하였으며 수치 안정성을 높이기 위해 가상 변위전류항을 도입하였다. 일반적으로 많이 활용되는 소형 코일 송신원을 수치적으로 구현하여 균질 반무한 공간에서의 해석해와 비교 검증하고 3차원 이상체에 대한 반응을 분석하였다. 이 연구에서 개발된 모델링 프로그램은 향후 TEM 전자탐사 자료의 정밀 해석에 기초가 될 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.70-79
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• 2001

적분방정식법은 매우 강력한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이 방법은 이상체내의 전기장 계산시 대형 선형방정식의 해를 구해야 하므로 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 특히 3차원 역산의 경우에는 이러한 적분방정식의 단점은 치명적이 될 수밖에 없다. 이상체내의 전기장을 1차장으로 가정하는 통상적인 Born 근사법은 계산이 용이하고 속도가 빠르다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 이상체와 모암간의 전기전도도비가 너무 클 경우에는 정확성에 문제가 있다. 준선형, 준해석 및 확장된 Born 근사는 이상체내의 전기장 계산을 위한 적분방정식을 선형화한 방법으로 적분방정식법에 비하여 계산시간이 빠르고 통상의 Born 근사에 비해서는 정확성이 높은 매우 훌릉한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이들 또한 근본적으로 근사법에 해당되므로 정확성을 향상시킬 필요가 있다. 근사법의 정확성을 높이기 위한 방법으로 반복적 방법을 사용하는 급수 전개법이 동원되며, 이 방법에는 수정 Born 급수, 준선형 급수 및 준해석 급수 등이 있다. 이들 급수 전개법은 적분방정식법 및 여러 근사법과 비교해 볼 때 매우 정확하고 비교적 빠르며, 항상 수렴하여 그 효율성이 높은 것으로 나타났다. 또한 급수 전개법은 전산프로그램의 작성이 용이하다는 장점도 있다. 본 연구에서는 이를 확장된 Born 급수 전개법으로 화장하여 보다 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 확장된 Born 급수법을 포함하는 각종 급수 전개법은 향후 3차원 전자탐사 모델링 및 역산에 적용 가능한 빠르고 정확한 모델링 기법으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.2-182.2
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• 2016

Hollow cathode discharge(중공 음극)는 음극 표면에서 발생되는 2차 전자를 이용하여 높은 밀도의 플라즈마를 만들 수 있는 장점이 있다. 전원으로 microwave, RF, DC, pulsed dc등을 사용할 수 있으며 박막의 증착, 식각 등에 응용 가능하다. 물리적 현상으로는 중공 음극 재료 표면 물질의 가열 및 이온 스퍼터링, 2차 전자의 가열, 자기장 인가 구조의 경우 전자 거동이 있다. PIC(particle-in-cell)방식의 모델링과 fluid model을 이용한 방법이 있는데 본 연구에서는 상용 fluid model software인 ESI사의 CFD-ACE+를 사용하여 모델링 하였다. 구동 주파수는 13.56 MHz의 상용 고주파 전원과 보다 낮은 1 MHz, 100 kHz의 수치 모델을 이용하여 HF, MF, LF 영역에서의 동작 특성을 해석하였다. 1차적으로는 가스 유동의 특성을 2D, 3D로 조사하였고 플라즈마 거동은 2차원을 주로 진행하였으며 계산 시간이 오래 거리는 3차원 모델을 하나 만들어 그 특성을 조사하였다.