• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.10 no.4
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• pp.141-150
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• 1990

Numerical experiments of sballow water equations are performed under various boundary conditions by finite element method to simulate the circulation in estuaries and coastal areas. Galerkin method is employed to discretize spatial domain, and for time integration, finite difference method (Crank-Nicolson scheme) is used. This method is tested in five problems, in which first four cases have analytic solutions. The computed values are well in agreement with the analytic solutions in four experiments and the result of the last 2-dimensional ease is resonable. Implicit and two step Lax-Wendroff schemes in time domain are compared, and the results when using four node bilinear and triangular elements are presented. Consequently it takes very long time for complex problems requiring many elements to integrate all the time steps using the implicit schemes. And the explicit scheme requires careful consideration in selecting the time step and the grid size to obtain the desired accuracy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.134.1-134.1
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• 2014

콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.13 no.2
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• pp.217-224
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• 2002

One of the dominant aspects governing the accuracy of the FDTD method is the size of the spatial increment used in the model. The effect of having reduced cell size is to increase the computational time and memory requirements. To overcome these problems, sub-gridding technique can be used. This implies that the application of a sub-grid cell would provide improved accuracy without increasing the run time and computer resources considerably. In this paper, we describe the three dimensional sub-gridding technique that is applied to model only the fine structure region of interest. The detailed solution procedure is described and some test geometries were solved by both uniform grid and sub-grid models to validate the suggested approach. While keeping the accuracy, the computational time becomes 6 times faster and the memory requirement is reduced by a factor of 2.5 comparing to the conventional FDTD approach.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.18 no.8
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• pp.1997-2004
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• 1994

A model analysis method has been developed in the paper. The method estimates the modal parameters of multiple input-output systems, assesses their quality, and seperates structural modes form computation ones. The modal parameter extraction algorithm is the least squares method with a finite difference model relating input and output time data. The quality of the estimated system model can be assessed in narrow frequency bands by comparing the measured and model predicted responses in time domain with the aid of digital filters. Structural modes can be effectively separated from computational ones using the convergence factor which represents the pole convergence rate. The modal analysis method has been applied to simulated and experimental vibration data to evaluate its utility and limitations.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2007.08a
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• pp.238-240
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• 2007

본 논문에서는 전자기파 산란 문제를 해석하는데 있어서 중요한 기법의 하나인 유한 차분 시간영역 해석방법(FDTD : Finite-Difference Time-Domain Method)을 이용하여 금속 차폐구조의 틈새인 개구를 통한 EMC 문제를 중점적으로 다루었다. 이와같은 3차원 FDTD를 이용한 전자파 산란 문제의 해석을 통한 연구는 통신 시스템의 차폐 방안과 전자파 내부침투 문제 해결을 위한 중요한 기반 작업이 될 것으로 기대된다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2003.08a
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• pp.70-72
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• 2003

본 논문에서는 설계민감도 해석법과 위상최적화 기법을 사용하여 산란체의 물질상수 분포를 알기위한 수치해석 알고리즘을 제안하였다. 설계민감도 해석법과 보조변수법을 사용하여 복소 유전율에대한 목적함수의 미분정보를 계산하였고 이 민감도 정보를 통해 물질정보를 최적화 하였다. 최적화 기법으로 최대경사법(Steepest descent Method)을 사용하였으며 이 제안한 해석 기법을 2차원 TMz 모델에 적용함으로써 검증하였다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.11 no.3
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• pp.474-483
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• 2000

In this paper, the planar LTS and Vibaldi antenna operating at 28 GHz for LMDS is optimized by finite difference time domain(FDTD) method and then fabricated and measured. We designed LTS and Vivaldi antenna with corrugation structure for reducing sidelobe, then these antenna are optimized by FDTD, and then fabricated and measured. In a results of the measured values, sidelobe level of LTS and Vivaldi antenna with corrugation structure is 4 dB lower than that of LTS and Vivaldi antenna.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.8 no.1
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• pp.9-17
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• 2003

The finite-difference time-domain (FDTD) method is used to analyze circular waveguide transformer in order to match different two waveguides. 2-dimensional cylindrical FDTD algorithm is applied for rotationally symmetric. The transformer is inserted at a circular-to-circular waveguide junction and two type transformers are proposed. One is a partially dielectric filled circular waveguide type and the other is filled a tapered circular dielectric rod. The numerical results are derived for various structure parameters, such as transformer length. dielectric diameter and waveguide diameter.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.2171-2173
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• 2000

도파관에서 개구를 통하여 공동으로 마이크로파 전력이 전송되는 구조를 시간영역 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 공동 내부에는 손실 유전체가 있으며, 결합 개구면으로부터 전달된 전력을 흡수하는 구조이다. 전원인가 방법으로 미소간격 전원과 프릴 전원 기법을 적용하여 해의 타당성을 확인하였다. 도파관과 공동의 크기 및 개구의 형태에 따라서 전장 분포 산출을 시뮬레이션하였다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.19 no.3
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• pp.136-144
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• 2016

Since seismic inversion is based on the wave equation, it is important to calculate the solution of wave equation exactly. In particular, full waveform inversion would produce reliable results only when the forward modeling is accurately performed because it uses full waveform. When we use finite-difference or finite-element method to solve the wave equation, the convergence of numerical scheme should be guaranteed. Although the general proof of convergence is provided theoretically, the consistency and stability of numerical schemes should be verified for practical applications. The implementation of source function is the most crucial factor for the consistency of modeling schemes. While we have to use the sinc function normalized by grid spacing to correctly describe the Dirac delta function in the finite-difference method, we can simply use the value of basis function, regardless of grid spacing, to implement the Dirac delta function in the finite-element method. If we use frequency-domain wave equation, we need to use a conservative criterion to determine both sampling interval and maximum frequency for the source wavelet generation. In addition, the source wavelet should be attenuated before applying it for modeling in order to make it obey damped wave equation in case of using complex angular frequency. With these conditions satisfied, we can develop reliable inversion algorithms.