• 제목/요약/키워드: finite difference time domain

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유체역학에 바탕한 플라즈마 모델링을 통한 유전체 장벽 방전 플라즈마의 전파 특성 해석 (Electromagnetic Characteristics of Dielectric Barrier Discharge Plasma Based on Fluid Dynamical Modeling)

  • 김유나;오일영;홍용준;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.331-336
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    • 2013
  • 본 논문은 유체 역학적 관점에서 플라즈마 모델링을 통하여 전자 밀도를 계산하는 방식을 제안하였다. 그럼으로써 기존 논문들에서 사용된 단순화된 플라즈마 모델링의 한계를 극복하였다. 계산된 전자 밀도를 finite-difference time-domain(FDTD) 기법에 기반한 맥스웰-볼츠만 시스템에 연계하여 다양한 각도에서 입사하는 전자기파에 대한 산란파 계산을 수행하였다. 전반부에서는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 구조에서 발생되는 플라즈마를 모델링하였다. 다수의 모델링 방식 중, 시간 독립적인 변수를 도입하여 정지계의 전위 분포와 전자 밀도 분포를 계산하는 Suzen-Huang 모델을 이용하였다. 후반부에서는 변조된 가우시안 펄스를 플라즈마에 입사시켜 발생하는 산란파를 FDTD 기법을 이용하여 계산하였으며, 이를 바탕으로 레이더 단면적(radar cross section: RCS)을 관찰하였다. 모의실험 결과, DBD 플라즈마에 의해 1~2 dB 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 기존의 논문에서 알려진 RCS 측정 결과와 유사한 양상을 보이며, 본 논문에서 제안한 모델링의 유효성을 확인하였다.

지하 매설관 탐지를 위한 지하탐사레이다 신호의 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Ground-Penetrating Radar Signals for Detection of Buried Pipes)

  • 현승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.42-48
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    • 2017
  • 지하에 매설된 관을 탐지하기 위해 지하탐사레이다(GPR) 신호의 특성을 수치해석으로 조사하였다. GPR 시스템의 송수신부, 지하매질, 유전체로 채워진 플라스틱 관을 시간영역유한차분법(FDTD)으로 모델링하였다. GPR 신호의 양상을 관찰하기 위해서 관의 지름과 관 속에 채워진 물질의 유전율 변화에 따른 FDTD 모의계산을 수행하였다. 유전체로 채워진 플라스틱 관에 의해 산란된 GPR 신호는 관 외부의 전방 볼록면 반사파와 관 내부의 후방 오목면 반사파의 중첩으로 나타났다. 두 파의 진폭, 극성, 지연시간은 플라스틱 관 사이즈와 관 내부 충진 물질의 유전율에 종속되어 있음을 알 수 있었다.

그래픽 프로세서를 이용한 시간 영역 3차원 파동 전파 모델링과 메모리 관리 (Time-domain 3D Wave Propagation Modeling and Memory Management Using Graphics Processing Units)

  • 김아름;류동현;하완수
    • 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.

SIMPLE Algorithm을 이용한 화재실의 열 유체의 수치해석 (Numerical Analysis of Heat Flow in Fire Compartment using SIMPLE Algorithm)

  • 김광선;손봉세
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.17-22
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    • 1992
  • We have derived the general transfer equation for governing the continuity, energy transfer, mass and momentum transfer, and turbulent energy dissipation rate within the fire compartment which has the 800t fire source at the center of the floor. The governing transfer equations have been descretized using the finite volume approach and numerically experimented under the SIMPLE algorithm. In order for the SIMPLE algorithm approach to be physically reliable, the test results are compared with those of Morita's SOR Method using Conjugate Residual Method and found to be close to physical values though the computational convergence time still remains to be upgraded. The treatment of source terms in the system of finite difference equations has been critical in order to converge the governing equations within the appropriate time steps. The criteria of convergence allowance for the whole domain have been checked and the sudden change of the non-linear effects from the source term have been avoided. The criteria has been allowed to be for 5$\times$10$^{-5}$ .

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Wide-Band T-Shaped Microstrip-Fed Twin-Slot Array Antenna

  • Jang, Yong-Woong
    • ETRI Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.33-38
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    • 2001
  • A numerical simulation and an experimental implementation of T-shaped microstrip-fed printed slot array antenna are presented in this paper. The proposed antenna with relative permittivity 4.3 and thickness 1.0mm is analyzed by the finite-difference time-domain (FDTD) method. The dependence of design parameters on the bandwidth characteristics is investigated. The measured bandwidth of twin-slot array antenna is from 1.37 GHz to 2.388 GHz, which is approximately 53.9 % for return loss less than or equal to -10 dB. The bandwidth of twin-slot is about 1.06 % larger than that of single-slot antenna. The measured results are in good agreement with the FDTD results.

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Properties of Surface Modes Used for Directional Emission from Photonic Crystal Waveguides

  • Chung, K.B.
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권1호
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    • pp.7-12
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    • 2008
  • Directional emission of light exiting a photonic crystal waveguide by a coherent action of radiative surface modes was recently demonstrated, and subsequently the substantial enhancement of the directional emission was achieved by engineering the surface and adjusting relevant parameters. Here we present the analysis of surface modes causing the enhanced emission by the plane wave expansion method and the finite-difference time-domain method. In particular, surface band structures are calculated for nonradiative and radiative surface modes, respectively, and intensity profiles of some representative modes for nonradiative and radiative cases are given.

전도성 운전기판을 이용한 다층기판에서의 Simultaneous Switching Noise 감소 기법 (Simultaneous Switching Noise Reduction Technique in Multi-Layer Boards using Conductive Dielectric Substrate)

  • 김성진;전철규;이해영
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 1999년도 추계 기술심포지움 논문집
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    • pp.33-36
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    • 1999
  • In this paper, we proposed a simultaneous switching noise(SSN) reduction technique in muti-layer beards(MLB) for high-speed digital applications and analyzed them using the Finite Difference Time Domain(FDTD) method. The new method by conductive dielectric substrates reduces SSN couplings and resonances, significantly, which cause series malfunctions in the modem high-speed digital applications.

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역 L-형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로 스트립 슬롯 안테나의 최적화 설계 (Optimized Design of Wideband Microstrip Slot Antenna with Reverse L-shaped Feedline)

  • 장용응;신호섭
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.354-358
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    • 2000
  • T-모양의 급전구조를 갖는 마이크로스트립 슬롯 안테나는 정합을 쉽게 이룰 수 있고, 대역 폭이 기존의 슬롯을 가로지르는 급전구조에 비하여 넓었다. 본 논문에서는 역 L-형 마이크로스트립 급전구조를 제안하여 FDTD(Finite Difference Time Domain)법으로 해석하여 안테나를 최적화 설계하였다. 슬롯 폭이 16 mm일 때, 전압 정재파비가 2.0 이하인 조건에서 대역폭은 2.3 GHz를 중심으로 약 48 % 정도의 광대역 특성을 얻었다. 제안된 급전구조는 기존의 슬롯 가로지르는 급전구조의 복사 저항보다 매우 낮았다. 또한 역 L-형 급전구조의 대역폭 특성을 기존의 급전구조의 슬롯릇 안테나들과 비교하였다.

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FDTD와 Genetic Algorithm을 이용한 CPW 급전 이중대역 슬랏 안테나 설계 (Design of a CPW fed dual-band slot antenna using FDTD and Genetic Algorithm)

  • 오경진;김정표;최재훈;김정일
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.278-282
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    • 2002
  • In this paper, a dual-band CPW antenna is designed with the aid of Genetic Algorithm and Finite-Difference Time-Domain method. The design goal is to minimize the magnitude of S$\sub$11/ in the frequency band between 1.8㎓ and 2.4㎓. The resonance frequencies are shifted by about 80MHz and 50MHz from the desired frequencies at 1.8㎓ and 2.4㎓ respectively. But the bandwidth agrees well with that of Simulation.

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