• 제목/요약/키워드: integral equation formulation

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1차원 이외의 배경 전기전도도 구조에서 근사 적분방정식을 이용한 3차원 전자탐사 모델링 (3-D EM Modeling Using Approximate Integral Equation Method for the Models with Non 1-D Background Conductivity)

  • 이성곤
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권3호
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    • pp.207-217
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    • 2005
  • 이 연구에서는 배경 전기전도도 구조가 1차원 층서구조가 아닌 경우에도 적분방정식법을 이용하여 비교적 정확히 모델링 할 수 있는 근사적 방법에 대한 유도 과정을 제시하였으며, 이를 기반으로 전자탐사 수치 모델링을 구현하여 그 정확도 및 효율성에 대해 고찰하였다. 이 연구에서 제시된 방법은 통상적인 적분방정식법과 마찬가지로 1차원 층서구조에서의 Green함수를 그대로 이용할 수 있어 계산 측면에서 매우 효율적이며, 대체적으로 적분방정식을 구성하기 위한 행렬의 크기를 줄일 수 있다. 본 연구에서 개발된 근사 적분방정식 알고리듬을 간단한 수치 모델에 대하여 적용한 결과 정확도는 반응을 구하고자 하는 이상체 부근에서는 거의 차이가 없었으며, 또한 계산 시간에 대한 분석을 통해 이 모델링 알고리듬을 이용하여 역산을 수행하고자 할 때 계산 시간을 대폭 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 1차원 층서구조가 아닌 이미 알려진 공통된 구조론 갖는 여러 지질 모델에 대한 전자탐사 반응을 매우 효율적으로 구할 수 있을 것으로 판단된다.

비특이화 간접경계적분방정식 방법을 이용한 부유식 구조물의 유체동역학적 거동에 대한 주파수영역 해석 (Frequency Domain Analysis for Hydrodynamic Responses of Floating Structure using Desingularized Indirect Boundary Integral Equation Method)

  • 오승훈;정동호;조석규;남보우;성홍근
    • 대한조선학회논문집
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    • 제56권1호
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    • pp.11-22
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    • 2019
  • In this paper, a Rankine source method is applied and validated to analyze the hydrodynamic response of a three-dimensional floating structure in the frequency domain. The boundary value problems for radiation and diffraction problem are solved by using a desingularized indirect boundary integral equation method (DIBIEM). The DIBIEM is simpler and faster than conventional methods based on the numerical surface integration of Green's function because the singularities of Green's function are located outside of fluid regions. In case of floating structure with complex geometry, it is difficult to desingularize the singularities of Green's function consistently. Therefore a mixed approach is carried out in this study. The mixed approach is partially desingularized except singularities of the body. Wave drift loads are calculated by the middle-field formulation method that is mathematically simple and has fast convergence. In order to validate the accuracy of the developed program, various numerical simulations are carried out and these results are analyzed and compared with previously published calculations and experiments.

공기 갭을 갖는 이방성 매질 위의 사각 마이크로스트립 패치 안테나의 입력 임피던스와 방사패턴에 대한파수 영역 해석 (Spectral Domain Analysis of Input Impedance and Radiation Pattern in Rectangular Microstrip Patch Antenna on Anisotropy Substrates with Airgap)

  • 윤중한;곽경섭
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권5호
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    • pp.187-196
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    • 2003
  • 사각 마이크로스트립 패치 안테나의 입력 임피던스와 방사패턴에 대한 공기 갭과 이방성 기판의 영향을 적분 방정식 공식에 사용하여 연구하였다. 갈러킨 모멘트법을 사용하여 적분 방정식을 해석함으로서 입력 임피던스와 방사패턴을 얻을 수 있다. 기저함수의 선택은 패치 위의 실제 전류밀도와 가장 유사한 형태인 정현적 기저함수를 선택하였다. 전사모의 실험결과로부터 공기 갭의 두께, 기판의 이방성 비와 이방성 기판의 비유전율 변화에 따른 입력 임피던스와 방사패턴의 변화를 나타내었다.

급전선과 직교된 전자기결합 마이크로스트립 다이폴 배열안테나의 해석 (Analysis of the Transversely fed EMC Microstrip Dipole Array Antenna)

  • 손영수;윤현보
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.105-116
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    • 1996
  • 급전선과 직교된 전자기결합 마이크로스트립 다이폴안테나는 주로 주파수 영역의 적분방정식 및 모멘트법에 의해, 다이폴의 전류분포를 구하므로써 설계 및 해석이 이루어졌으나, 본 연구에서는 FDTD 방법을 이용하여 각 다이폴의 전류분포를 직접 계산하여, 전자기결합 다이폴 배열안테나의 설계 및 해석 가능성을 제시하였다. 이 경우, 맥스웰방정식 적분형을 유한차분형태로 표현한 수식을 적용하였으며, 계산된 각 다이폴의 전류분포에 의해 복사전계를 구하므로써, 표면전류 및 자류밀도를 계산하여 복사패턴을 구하는 방법에 비해 계산과정과 시간이 크게 단축됨을 보였다.

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이방성 함유체를 포함하는 무한고체의 탄성해석 (Elastic Analysis of Unbounded Solids with Anisotropic Inclusions)

  • 최성준;라원석;이정기
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권11호
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    • pp.1993-2006
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    • 1999
  • A Volume Integral Equation Method (VIEM) is applied for the effective analysis of elastic wave scattering problems and plane elastostatic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions. It should be noted that this newly developed numerical method does not require the Green's function for anisotropic inclusions to solve this class of problems since only Green's function for the unbounded isotropic matrix is involved in their formulation for the analysis. This new method can also be applied to general two-dimensional elastodynamic and elastostatic problems with arbitrary shapes and number of anisotropic inclusions and voids. Through the analysis of plane elastodynamic and elastostatic problems in unbounded isotropic matrix with orthotropic inclusions and voids, it will be established that this new method is very accurate and effective for solving plane elastic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions and voids.

A 3-Dimentional Radiation Diffraction Problem Analysis by B-Spline Higher-Order Panel Method

  • Kim Gun-Do;Lee Chang-Sup
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제10권1호
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    • pp.10-26
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    • 2006
  • The radiation problem for oscillating bodies on the free surface has been formulated by the over-determined Green integral equation, where the boundary condition on the free surface is satisfied by adopting the Kelvin-type Green function and the irregular frequencies are removed by placing additional control points on the free surface surrounded by the body. The B-Spline based higher order panel method is then applied to solve the problem numerically. Because both the body geometry and the potential on the body surface are represented by the B-Splines, that is in polynomials of space parameters, the unknown potential can be determined accurately to the order desired above the constant value. In addition, the potential expressed in B-Spline can be differentiated analytically to get the velocity on the surface without introducing any numerical error. Sample computations are performed for a semispherical body and a rectangular box floating on the free surface for six-degrees of freedom motions. The added mass and damping coefficients are compared with those by the already-validated constant panel method of the same formulation showing strikingly good agreements.

박판 구조물의 방사 소음에 대한 크기설계 민감도 해석 및 최적 설계 (Sizing Design Sensitivity Analysis and Optimization of Radiated Noise from a Thin-body)

  • 이제원;왕세명
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1038-1043
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    • 2003
  • There are many industrial applications including thin-body structures such as fins. For the numerical modeling of radiation of sound from thin bodies, the conventional boundary element method (BEM) using the Helmholtz integral equation fails to yield a reliable solution. Therefore, many researchers have tried to solve the thin-body acoustic problems. In the area of the design sensitivity analysis (DSA) and optimization methods, however, there has been just a few study reported. Especially fur the thin-body acoustics, however, no further study in the DSA and optimization fields has been reported. In this research, the normal derivative integral equation is adopted as an analysis formulation in the thin-body acoustics, and then used for the sizing DSA and optimization. Since the gradient-based method is used for the optimization, it is important to have accurate gradients (design sensitivities) of the objective function and constraints with respect to the design variables. The DSA formulations are derived through chain-ruled derivatives using the finite element method (FEM) and BEM by using the direct differentiation and continuum variation concepts. The proposed approaches are implemented and validated using a numerical example.

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PEC 또는 PMC 영역을 포함하는 불균일 임피던스 매질의 산란 해석을 위한 수정된 SDIE MLFMM 방법 (Modified SDIE MLFMM Method for Inhomogeneous Impedance Material Containing PEC or PMC Region)

  • 이현수;고일석;유지희
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권10호
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    • pp.805-810
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    • 2018
  • 산란파 감소 등의 목적으로 PEC 상에 코팅된 매질은 임피던스 경계조건을 사용하여 효과적으로 모델링되며, Yan이 제안한 SDIE 방법을 이용하여 임피던스 경계조건 MLFMM 방법을 쉽게 구현할 수 있다. SDIE MLFMM 방법은 매질의 임피던스가 불균일한 경우에도 적용될 수 있으나, PEC 또는 PMC 영역을 포함할 경우에는 결과가 부정확해질 수 있다. 본 논문에서는 Yan의 SDIE MLFMM 방법을 변형하여 PEC 또는 PMC 영역을 포함하는 불균일 임피던스 매질을 효율적으로 해석할 수 있는 방법을 제안하고, 그 정확도를 시뮬레이션으로 검증한다.

비압축성 점성유동의 와도와 압력 경계조건 (On the Vorticity and Pressure Boundary Conditions for Viscous Incompressible Flows)

  • 서정천
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1998년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.15-28
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    • 1998
  • As an alternative for solving the incompressible Navier-Stokes equations, we present a vorticity-based integro-differential formulation for vorticity, velocity and pressure variables. One of the most difficult problems encountered in the vorticity-based methods is the introduction of the proper value-value of vorticity or vorticity flux at the solid surface. A practical computational technique toward solving this problem is presented in connection with the coupling between the vorticity and the pressure boundary conditions. Numerical schemes based on an iterative procedure are employed to solve the governing equations with the boundary conditions for the three variables. A finite volume method is implemented to integrate the vorticity transport equation with the dynamic vorticity boundary condition . The velocity field is obtained by using the Biot-Savart integral derived from the mathematical vector identity. Green's scalar identity is used to solve the total pressure in an integral approach similar to the surface panel methods which have been well-established for potential flow analysis. The calculated results with the present mettled for two test problems are compared with data from the literature in order for its validation. The first test problem is one for the two-dimensional square cavity flow driven by shear on the top lid. Two cases are considered here: (i) one driven both by the specified non-uniform shear on the top lid and by the specified body forces acting through the cavity region, for which we find the exact solution, and (ii) one of the classical type (i.e., driven only by uniform shear). Secondly, the present mettled is applied to deal with the early development of the flow around an impulsively started circular cylinder.

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시간 영역 음향 경계요소법에서의 비유일성 문제 해결을 위한 방법에 관하여 (On the Solution Method for the Non-uniqueness Problem in Using the Time-domain Acoustic Boundary Element Method)

  • 장해원;이정권
    • 한국음향학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • Kirchhoff 적분식을 이용하여 외부 음향 문제의 시간 영역 응답을 계산하는 경우, 주파수영역 해석과 마찬가지로 가상적인 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제가 발생한다. 이를 해결하는 방법들 중의 하나로서 CHIEF(Combined Helmholtz Integral Equation Formulation) 방법이 쓰이는데, 이는 몇몇 내부 수음점의 응답을 0으로 추가하여 구속하는 조건을 부가하는 기법이다. 이 기법은 주파수 영역 경계요소법에서는 간편한 수식 때문에 많이 사용되고 있지만, 시간 영역에서는 사용된 예가 없다. 본 연구에서는 대상체 내부의 가상 수음점과 경계 표면의 절점들간의 최소 거리에 대한 지연시간을 고려하여, 계산하고자 하는 미지수인 현재 시간의 경계 표면 음장을 구속함으로써, 시간 영역 해석에 적합하도록 CHIEF 방법을 수식화하였다. 예제로서, 반지름 방향으로 진동하는 구의 음향 방사 문제를 다루었다. CHIEF 방법을 적용함에 따라 저차의 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제를 해결할 수 있었고, 비요동 모드에 의한 수치적 불안정성을 피할 수 있었다. 그러나, 유효주파수 밖에 남은 내부 음향의 고차모드들에 의한 수치적 불안정성은 증가하였다.