A Study on Hybrid Finite Element Method for Solving Electromagnetic Wave Scattering

전자파 산란문제를 해결하기 위한 혼합 유한요소법에 관한 연구

A Hybrid Finite Element Method(HFEM) is applied to solve the electrormagnetic scattering from multi-layered dielectric cylinders. An unbounde region is divided into local boundary regions where a practical differential equation solution is obtained, with the remaining unbounded region represented by a boundary integral equation. If sources, media inhomogeneities, and anisotropies are local, a surgace may be defined to enclose them. Therefore the integral region so defined is bounded, and differential techniques may be used there. Also, in the re- maining unbounded region a boundary integral equation may be formulated using only a simple free - space green's function. Therefore, The local boundary is represented by a boundary - value problem with boundary conditions and solved by the finite element method. The advantage of the proposed method is simple and efficient in the work of electromagnetic scattering. The validity of the results have been verified by comparing results of other method(boundary element method). Examples has been presented to calculate the scattered fields of lossy dielectric cylinders of arbitray cross section.

다충유전체주로 부터 전자장산란 문제를 해석하기 위하여 혼합유한요소방법을 적용하였다. 실질적으로 펀미분방정식의 해가 주어지는 무경계화된 영역은 국소경계영역으로 나누어지게 되고, 나머지 무경 계영역은 경계적분방정식으로 나타내게 된다. 나누어진 국소표면은 원천, 비균질성과 비등방성을 포함 하도록 정의한다. 따라서, 정의된 국소경계영역에서 미분볍이 사용된다. 또한 나머지 경계영역에서 경계 적분방정식이 단지 자유공간Green 함수를 사용하도록 수식화 될 것이다. 그 결과로서, 국소경계는 경계조건을 갖는 경계값 문제로 나타나게 되고, 유한요소법으로 해석된다. 제시된 방법의 장점은 전자장 산란연구에 보다 간략하고, 효율적이다. 결과의 타당성은 다른방볍(경계 요소법)파 비교하여 입증하였다. 확장된 수치해석의 예로서 임의의 단면을 갖는 손실유전체주의 산란장을 해석하여 제시했다.