• 한국전자파학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.805-814
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• 2010

기존 Crank-Nicolson FDTD 기법(CN FDTD 기법)의 비등방성 분산 특성을 개선하기 위한 CN ID-FDTD 기법을 제안하였다. 제안한 CN ID-FDTD 기법은 공간 미분 연산을 위해 기존 CN FDTD 기법의 centered 유한 차분식 (Finite Difference equation: FD 연산식)이 아닌 isotropic-dispersion 유한 차분식(ID-FD 연산식)$^{[1],[2]}$을 이용한다. 본 논문에서는 손실 매질에 대한 CN ID-FDTD 기법의 분산 관계식을 유도하였고, 이 분산 관계식을 이용해 ID-FD 연산식에서 분산 오차(dispersion error)를 줄이는 가중치(weighting factor)와 보정값(scaling factor)을 제시하였다. 그리고 해석 결과의 정확성 비교를 통해 CN ID-FDTD 기법에서는 기존 CN FDTD 기법의 단점이었던 비등방성 분산 오차가 확연하게 감소하는 것을 확인하였다.

• 대한수학회지
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• 제58권3호
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• pp.553-569
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• 2021

In this paper, we present and analyze a fully discrete numerical method for solving the time-fractional diffusion wave equation: ∂^β_tu - div(a∇u) = f, 1 < β < 2. We first construct a difference formula to approximate ∂^β_tu by using an interpolation of derivative type. The truncation error of this formula is of O(△t^2+δ-β)-order if function u(t) ∈ C^2,δ[0, T] where 0 ≤ δ ≤ 1 is the Hölder continuity index. This error order can come up to O(△t^3-β) if u(t) ∈ C³ [0, T]. Then, in combinination with the linear finite volume discretization on spatial domain, we give a fully discrete scheme for the fractional wave equation. We prove that the fully discrete scheme is unconditionally stable and the discrete solution admits the optimal error estimates in the H¹-norm and L₂-norm, respectively. Numerical examples are provided to verify the effectiveness of the proposed numerical method.

• 한국해양공학회지
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• 제17권6호
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• pp.7-15
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• 2003

A Digital Wave Tank simulation technique, based on a finite-difference method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm, is applied in order to investigate the characteristics of nonlinear Tsunami propagations and their interactions with a 2D sloping beach, Ohkushiri Island, and to predict maximum wove run-up around the island. The Navier-Stokes (NS) and continuity equation are governed in the computational domain, and the boundary values are updated at each time step, by a finite-difference time-marching scheme in the frame of the rectangular coordinate system. The fully nonlinear, kinematic, free-surface condition is satisfied by the modified marker-density function technique. The near shore Tsunami is assumed to be a solitary wave, and is generated from the numerical wave-maker in the developed Digital Wave Tank. The simulation results are compared with the experiments and other numerical methods, based on the shallow-water wave theory.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.231-239
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• 2003

A Digital Wave Tank simulation technique based on a finite-difference method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm is applied to investigate the characteristics of nonlinear Tsunami propagations and their interactions with a 2D sloping beach and Ohkushiri island, and to predict maximum wave run-up around the island. The Navier-Stokes (NS) and continuity equation are governed in the computational domain and the boundary values updated at each time step by a finite-difference time-marching scheme in the frame of rectangular coordinate system. The fully nonlinear kinematic free-surface condition is satisfied by the modified marker-density function technique. The Nearshore Tsunami is assumed to be a solitary wave and generated from the numerical wavemaker in the developed Digital Wave Tank. The simulation results are compared with the experiments and other numerical methods based on the shallow-water wave theory.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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• pp.192-198
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• 1997

In the concurrent engineering, the CAD-based design model is necessary for multidisciplinary analysis and for computer-aided manufacturing (CAM). A shape and configuration design velocity field computation of structure has been developed using a computer-aided design (CAD) tool, Pro/ENGINEER. The design Parameterization with CAD tool is to characterize the change in dimensions and movements of geometric control points that govern the shape/orientation of the structural boundary. The boundary velocity is obtained by using a CAD-based finite difference method and the domain velocity field is obtained from finite element analysis (FEA) using the boundary displacement method. In this paper, the continuum configuration DSA for NVH problem, which requires the shape velocity field and the orientation velocity field at the same time, is developed using linear shape functions. For validation of continuum design sensitivity coefficients, design sensitivity coefficients are compared with the coefficients computed using by the finite difference method.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권9B호
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• pp.1527-1533
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• 2000

MIS(도체-부도체-반도체) 구조로된 전송선로를 해석하기 위하여 기본적으로 특성임피던스와 전파상수의 추출에 기초한 일반적인 특성화 절차가 사용된다. 본논문에서는 Si와 Si02층 사이에 0전위를 가진 도체를 일정한 간격의 주기적인 배열로 고안된 새로운 모델의 MIS구조에 대한 유한차분법을 이용한 해석방법을 제안한다. 특히 전송선로에 대한 유전체의 영향을 줄이기 위하여 0전위를 가진 주기적인 결합의 도체로 이루어진 구조가 시간영역의 신호를 통해 시험된다. Quality factor 뿐만아니라 주파수 의존적인 추출된 전송선로 파라미터와 등가회로 파라미터가 주파수 및 0전위 도체 간격의 함수로서 나타내진다. 특히 전송선로의 Quality factor가 특성임피던스 및 유효유전 상수의 큰 변화없이 개선될수 있음을 볼 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.590-598
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• 2002

맥스웰방정식의 직접해인 FVTD(Finite Volume Time Domain)법을 이용하여, 저입사시의 불규칙 조면에서의 전자파 산란 문제를 수치해석 하였다. FVTD댑은 복잡한 구조의 전자파의 산란문제에 대해서 개발된 시간영역에 의한 수치해석법이며, 종래의 FDTD(Finite Difference Time Domain)법 보다 임의형태의 경계문제를 쉽게 다룰 수 있는 이점을 가지고 있다. 그러나 산란물체의 형태가 아주 복잡하고 정도를 문제삼을 경우 FVTD법에서는 셀 사이즈(cell size)를 충분히 세분화 할 필요가 있다. 그 경우 셀 사이즈에 의한 수치해의 수속성을 검토하고, 외삽법(extrapolation method)을 이용해서 간단하고 정확한 후방산란계수를 측정하는 방안을 제시했다. 더욱이 취급하는 편파의 상이를 특징짖는 레이다 단면적의 편파비에 대해서 입사각(grazing angle) 이 10도 이하의 해면 레이다의 실험결과와 비교하여, FVTD법의 수치계산 결과가 실측치와 잘 일치하는 결과를 제시했다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.217-223
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• 1997

본 논문은 집중 질량 구조물의 천이응답에 대한 시간영역 민감도 해석의 기본 개념을 설명한다. 외부 가진에 따른 구조물의 응답에 미치는 설계변수 변화의 영향을 구하기 위해 시간영역 민감도 함수를 구하는 방법을 제시하였다. 시간영역에서 구조물의 설계변수 민감도는 1차 표준 민감도 함수와 백분율 민감도 함수를 통해 확인하였다. 이러한 민감도 함수와 그 계산은 설계변수에 대한 시스템 상태변수의 편미분에 의한 것이다. 또한, 직접 미분법에 의한 해석적 방법의 편미분 결과와 수치적 방법에 의한 결과를 비교하였다.

• 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.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.620-628
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• 2005

Spatial control of sound is essential to deliver better sound to the listener's position in space. As it can be experienced in many listening environments, the quality of sound can not be manifested over every position in a hall. This motivates us to control sound in a region we select. The primary focus of the developed method has to do with the brightness and contrast of acoustic image in space. In particular, the acoustic brightness control seeks a way to increase loudness of sound over a chosen area, and the contrast control aims to enhance loudness difference between two neighboring regions. This enables us to make two different kinds of zone - the zone of quiet and the zone of loud sound - at the same time. The other perspective of this study is on the direction of sound. It is shown that we can control the direction of perceived sound source by focusing acoustic energy in wavenumber domain. To begin with, the proposed approaches are formulated for pure-tone case. Then the control methods are extended to a more general case, where the excitation signal has broadband spectrum. In order to control the broadband signal in time domain, an inverse filter design problem is defined and solved in frequency domain. Numerical and experimental results obtained in various conditions certainly validate that the acoustic brightness, acoustic contrast, direction of wave front can be manipulated for some finite region in space and time.