• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.3
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• pp.16-22
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• 2013

A general characterization procedure based on the extraction of a 2n-port admittance matrix corresponding to n uniform coupled lines on the multi-layered substrate using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) technique is presented. In this paper, the frequency-dependent normal mode parameters are obtained from the 2n-port admittance matrix to analyze multi-layered asymmetric coupled line structure, which in turn provides the frequency-dependent propagation constant, effective dielectric constant, and line-mode characteristic impedances. To illustrate the technique, several practical coupled line structures on multi-layered substrate have been simulated. Especially, embedded conductor structures have been simulated. Comparisons with Spectral Domain Method are given, and their results agree well. It is shown that the FDTD based time domain characterization procedure is an excellent broadband simulation tool for the design of multiconductor coupled lines on multilayered PCBs as well as thick or thin hybrid structures.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.6
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• pp.1341-1348
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• 1994

This is a comparative study on applications of finite analytic method (FAM) and finite difference method (FDM) to rectangular smalI basin circulation. To do such a comparison, the circulation model in small rectangular basin is established using FAM and the nurmerical solution from the FAM model is compared with that from the FDM model. As the grid size approaches Von Neumann stablity condition, the convergence time to steady state increases in Askren's model, but does not increase in finite analytic model. Especially in the FAM model, the numerical solution converges stably even in the grid size range beyond the stablity condition whereas that diverges in the FDM model. In the case of large basin Reynolds number, it is found that steady state solution is obtained in the FAM model with smaller calculating steps than those of in the FDM model.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.4
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• pp.493-499
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• 2007

The Taylor expansion expresses a differentiable function and its coefficients provide good approximations for the given function and its derivatives. In this study, m-th order Taylor Polynomial is constructed and the coefficients are computed by the Moving Least Squares method. The coefficients are applied to the governing partial differential equation for solid problems including crack problems. The discrete system of difference equations are set up based on the concept of point collocation. The developed method effectively overcomes the shortcomings of the finite difference method which is dependent of the grid structure and has no approximation function, and the Galerkin-based meshfree method which involves time-consuming integration of weak form and differentiation of the shape function and cumbersome treatment of essential boundary.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.20 no.3
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• pp.179-188
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• 1988

A recently developed spatial differencing scheme, Linear Characteristic (LC) scheme is compared with some traditionally used schemes such as Step Difference (SD), Diamond Difference (DD), and Step Characteristic (SC) scheme by analyzing the truncation error calculated numerically in slab geometry. Those four candidate schemes are applied to one simple source sink problem and two criticality problems (one is calculation of multiplication factor and the other is slab critical half thickness). The calculated results are then examined by some equitable measures of error. It is concluded that the LC scheme is terribly more powerful than any other candidate scheme that has been prevalent up to the present time. Moreover, the LC scheme estimates integral parameter such as multiplication factor and critical half thickness much more efficiently than SD or SC scheme. This is due to the fact that the fortuitous error cancellation, which occurs when the deviations of cell average flux are summed over the whole gamut of spatial meshes, happens much more favorably to the LC scheme.

• Water for future
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• v.24 no.4
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• pp.49-58
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• 1991

Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.24-38
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• 1985

경사진 밀폐 공간에서 마주 보는 두 벽면의 온도 차로 인하여 발생되는 자연 대류 현상은 여러 공학 분야에서 볼 수 있는 중요한 열전달 현상으로서, 최근 들어 평판형 태양열 집열기를 설계하려는 사람들에게 많은 관심의 대상이 되고 있다. 평판형 태양열 집열기의 경우 덮개판으로 부터의 대류 열손실을 감소시킴으로서 집열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용목적에 따라 소형 집열기를 제작할 수 있어 경제적으로 유리하게 될 것이다. 밀폐된 공간에서 최초에 정지 상태에 있는 얇은 유체층을 하부에서 가열시켜 주면 열팽창 현상이 일어나고, 이것에 의한 부력이 점도나 열전도도 등의 안정화 요인을 극복할 수 있을 정도로 커지면 System이 불안정하게 되어 자연 대류 현상이 수반되며 이 때문에 열전달율이 급격히 증가하게 된다. 이러한 현상의 지배 방정식은 연립 비선형 편미분 방정식으로 특수한 경계 조건외에는 일반적으로 해석적 해를 구하기가 어렵기 때문에 실험적 연구가 많이 실시되어 왔고 이들 결과의 대부분은 전반적인 열전달 특성치만을 구하는데 집중되어 왔다. 본 연구에서는 수치 해석법의 하나인 유한 차분법을 도입하여 이차원으로 가정한 경사진 평판형 밀폐 공간에서의 자연 대류 현상의 지배 방정식을 유한 차분화시켜, $$2.74{\times}10^3\leq_-Gr\leq_-2.0{\times}10^6$$, Pr=0.73, $$15^{\circ}\leq_-a\leq_-150^{\circ}$$, 종횡비는 1, 2, 3, 5, 9에 대하여 정상 상태에서의 해를 구하면서 수치적으로 실험하였다. 본 연구에서 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 해석적으로 구하기 어려운 경사진 밀폐 공간에서 자연대류현상의 지배 방정식을 유한 차분법으로 해결할 수 있으며, 대류항과 확산항을 따로 고려한 유한차분법이 효과적임을 확인하였다. (2) 저온과 고온 벽면에서의 온도를 각각 균일하게 놓고 단변으로 이루어진 벽면은 완전히 절연되어 있는 경우에 대하여 수치해를 구한결과, 이전의 해석적 및 실험적 결과와 일치하였으며, 시간의 경과에 따른 온도 및 유선의 변화를 현상학적으로 관찰할 수 있었다. (3) 평균 열전달 계수에 미치는 경사각의 효과를 살펴본 결과 종횡비가 1 인 경우 경사각이 $45^{\circ}$에서, 종횡비가 2, 3, 5, 9인 경우 경사각이 $60^{\circ}$에서 각각 평균 열전달 계수 최대치가 나타났다. (4) Ra수(Rayleigh number) 가 증가될수록, 경사각에 상관없이 평균 열전달 계수도 증가되었다. 한편 Ra수 및 경사각의 변화에 따라 종횡비가 증가될수록 평균 열전달 계수는 경사각이 $90^{\circ}$인 경우를 제외하고는 감소됨을 볼 수 있었다. 경사각이 $90^{\circ}$인 경우, 평균 열전달 계수는 종횡비가 2 인 곳에서 최대치를 얻을 수 있었으며, 종횡비가 계속 증가될수록 평균 열전달 계수는 점차 감소되어짐을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1287-1291
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• 2009

최근 극심한 가뭄은 전년도 홍수기 이후 강수량이 예년 평균 강수량대비 약 60%정도이고 댐유입량은 예년 평균 유입량대비 약 30%로써 매우 극심한 가뭄을 겪고 있다. 따라서 강원도 태백지역을 비롯하여 전라 및 경상남도지역에 제한급수 등이 이루어지고 있는 실정이다. 또한 기상청 전망에서도 금년 홍수기전까지 가뭄이 지속될 것이라는 보도가 나오고 있어 향후에도 매우 어려운 상황이 지속될 것으로 예상된다. 따라서 이러한 악조건하에서 우리가 대체할 수 있는 방법중의 하나로서는 가용한 수자원량과 향후 예상되는 유입량에 대한 정량적 판단을 통해 수자원의 효율적인 관리일 것이다. 이에 본 연구에서는 이수기 저수지의 효율적 운영을 위해서 기존에 이용되고 있는 저수지에서의 빈도유입량 산정방법을 개선하여 보다 적정한 운영이 이루어질 수 있도록 하고자 한다. 현재 수자원공사에서는 이수기 유입량 빈도분석을 위해 연속된 수문량이 가지고 있는 주기특성을 반영한 수문량 누가방식(누가차분법)을 채택하여 실무에서 이용하고 있다. 그러나 해당방법은 누가기간에서 산정된 빈도값의 차분량 계산시 부분적으로 음(-)의 값이 산출되고 갈수빈도가 증가함에도 수문량이 증가하는 이상 현상이 발생할 뿐만아니라 빈도분석 초기에는 극한 가뭄이 오고 분석기 말에는 평년수준의 유입량이 유입되는 것으로 분석되어 효율적인 저수지 운영이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 상기 문제들을 해결할 수 있는 새로운 갈수빈도유입량의 분해방법을 제시하고 이에 대한 검증을 위해 금번 가뭄 패턴과 비교 분석하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
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• v.2 no.2
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• pp.20-25
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• 2011

In this paper, two dimensional concrete slabs for a railroad bridge were analyzed by the specially orthotropic laminates theory. Both the geometrical and material property of the cross section of the slab was considered symmetrically with respect to the neutral surface so that the bending extension coupling stiffness, $B_{ij}$ = 0, and $D_{16}=D_{26}=0$ Bridge deck behaves as specially orthotropic plates. In general, the analytical solution for such complex systems is very difficult to obtain. Thus, finite difference method was used for analysis of the problem. In this paper, the finite difference method and the beam theory were used for analysis.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.9 no.1
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• pp.35-42
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• 1997

Subsea cable systems have a large information transmission capacity and play an important role in domestic and global information networks. However since the cables are under harsh marine environment, they are exposed to various hazards with high potential risks of damage resulting in serious economic loss. In this research a computer simulation program based on the finite difference algorithm was developed. The program is able to simulate two dimensional dynamic behaviour of a submarine cable during its laying. In order to verify the numerical results, they are compared to analytical results, showing a good agreement between the two results.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.26 no.5
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• pp.563-569
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• 2002

To overcome the weaknesses of conventional finite difference model in pollutant dispersion modelling, the particle tracking method is used. In this study, a three dimensional particle tracking model which can be used in Princeton Ocean Model was developed and verified through the various numerical tests. Usability of the model was also confirmed through the ocean outfall modelling in Tampa Bay, Florida. As it is expected, random walk model showed the less dispersion in a range compared to the conventional finite difference model and its reason is estimated due to an error from numerical diffusion which the conventional model holds. This newly developed model is expected to be used in various ocean dispersion modelling.