상태 기반 페리다이나믹 모델은 일반적인 재료 구성 모델을 구현할 수 있고 비국부 영역 내에서 연결된 모든 결합의 변형을 통해 각 절점의 재료 응답이 결정되기 때문에 체적 및 전단 변형을 모두 표현할 수 있다. 따라서 상태 기반 모델은 복잡한 동적 취성 파괴 현상(분기균열, 2차 균열, 계단균열, 균열 유착 등)을 해석하는데 유용하다. 본 논문에서는 평면응력 탄성체에 대해 2차원 상태 기반 페리다이나믹 모델을 적용하고 에너지해방율과 페리다이나믹 에너지 포텐셜로부터 손상 모델을 구성하였다. 페리다이나믹 파괴 해석 모델을 통해 취성 유리 재료에 대해 균열 면에 평행한 압축 응력파가 균열 분기 패턴에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 실험을 통해 관찰된 동적 균열 진전 및 분기 패턴에 대한 주요 특성들이 페리다이나믹 해석을 통해 확인되었다. 또한 강한 인장 하중 하의 계단균열과 이차균열 등이 상태 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 통해 잘 모사가 되는 것을 확인할 수 있었다.
신호처리 방법이 다양해지고 복잡해짐에 따라서, 신호를 보다 정확하게 처리하고자 하는 관심이 높아지고 있다. 특히, 실세계에 존재하는 신호들의 통계적특성이 비정상성을 나타내고 있기 때문에 이를 위한 새로운 해석방법이 많이 연구되고 있다. 본 글에서는 최근들어서 신호처리의 여러 영역에서 사용되고 있는 웨이브렛 변환과 웨이브렛 변환평면에서의 신호처리 기술에 대해서 언급하였다. 웨이브렛 변환은 고주파 신호성분에 대해서는 짧은 윈도우를 사용하므로써 시간분해능을 좋게하기 때문에 스파이크형태를 갖는 고주파 신호를 분리하기에 용이하게하고, 저주파 신호성분에 대해서는 긴 윈도우를 사용하므로써 주파수 분해능을 좋게하여 관측시간이 길어야 하는 저주파 신호의 분리가 용이하다. 특히, 하나의 모 웨이브렛의 병진과 스케일에 의해서 가변적인 윈도우가 생성되기 때문에 해석방법이 간단하며, 필터뱅크를 이용하여 구현하므로써 적은 연산량으로 손쉽게 구현이 가능하다는 장점을 갖고 있다.
복수의 음향유동에 의해 형성되는 유속의 분포를 해석하기 위하여 동일한 두 개의 압전진동자로 구성된 초음파 트랜스듀서에 의해 형성되는 음향유동에 대해 음원 사이의 각도에 따른 음향유동속도의 분포를 조사하였다. 거리에 따른 유체입자속도의 분포를 측정하기 위하여 물과 동일한 밀도를 갖는 표시액을 사용한 간단한 측정방법을 제안하였다. 수치해석적인 방법으로 시뮬레이션한 결과와 실험결과는 유사한 경향을 나타내었으며, 두 음원으로부터 방사된 평면파의 방사빔이 교차하는 각도에 따른 음향유동의 속도 분포의 변화를 해석할 수 있었다.
본 논문에서는 스트립 폭과 격자주기, 유전체 층의 비유전율과 두께, 그리고 TE(transverse electric) 평면파의 입사각에 따른 접지된 유전체 평면위의 저항띠 격자구조에 의한 TE 산란 문제를 수치해석 방법인 FGMM(Fourier-Galerkin Moment Method)를 이용하여 해석하였다. 유도되는 표면전류밀도는 간단한 함수인 지수 함수를 사용하여 Fourier 급수로 전개하였다. 유전체층의 비유전율과 두께가 증가함에 따라 반사전력이 증가하였고, 반사전력의 급변점들은 공진효과에 기인한 것으로 과거에 wood's anomallies[7]라고 불리워졌다. 제안된 방법의 검증을 위하여 기존의 완전도체 경우인 균일 저항율 R = 0에 대한 정규화된 반사전력의 수치결과는 기존의 논문들과 일치하였다.
본 논문에서는 상호 평행하는 두 개의 도체 평판의 슬릿을 통한 전자파 투과 문제를 고려하였다. TM 편파된 평면파가 슬릿에 입사되었을 때 각 슬릿의 등가 자류를 미지수로 하는 결합 적분방정식을 유도하고 모멘트 방법으로 풀어 수치해석하였다. 슬릿의 폭, 도체 평행 평판의 간격, 평면파의 입사각, 슬릿간 변위 등에 따른 슬릿을 통해 투과된 전력의 변화를 계산하였다. 두 슬릿간 변위가 반 파장의 정수배에 근접할 때 투과 공진(최대 전력 투과)현상이 관찰되었다. 슬릿의 폭과 도체판 간격이 파장에 비해 매우 좁은 경우 투과 전력의 최대치는 슬릿의 폭과 입사각도에 무관하게 일정함을 확인하였다. 또한, 제안된 구조에서 일어나는 투과 공진 현상의 원리를 단순화된 구조와 등가회로를 통해 설명하였다.
반무한방파제 전면 및 후면에서 회절파 진폭의 공간적인 변화에 대해 Penney and Price(1952)의 해석해를 활용하여 분석하였다. 방파제 전면에 회절파의 영향으로 입사파와 반사파를 합친 중복파의 파력보다 더 큰 파력이 발생한다. 좀 자세히 알아보면, 회절파는 방파제의 선단 (x, y) = (0, 0)을 기존으로 동심원 형태로 위상 변화가 발생하는 반면 입사파와 반사파는 평면 형태로 위상 변화가 발생한다. 따라서, 입사파(또는 반사파)와 회절파가 중첩에 의한 파의 진폭은 에너지 불연속선에서부터 떨어진 곳에서는 항상 요동치게 된다. 방파제 전면 및 후면 (x, y) = (0, y) 지점은 회절파 파봉선을 따라 에너지 불연속선 지점에서부터 y(π/2 - β) 만큼 떨어져 있다. 회절파 에너지의 감쇠의 정도는 회절파 파봉선을 따라 에너지 불연속선 지점에서 떨어진 거리에 비례한다. 따라서, 방파제 전면 및 후면(x, y) = (0, y) 지점에서의 회절파의 진폭은 y(π/2 - β)의 제곱근에 반비례한다.
본 논문에서는 이축 투사 합성 분리함수(OA-pSDF) 근기한 가간섭성 광상관 시스템을 해석하고 이를 광학적으로 구현하고, 사용된 정합필터는 전형적인 pSDF와 단일 기준 평면파를 다중화하여 합성하였다. 합성된 pSDF는 이진위상필터(BPOF)로 변환되어 고가의 공간광변조기 대신 실시간 광상관 시스템에 사용될 수 있도록 컴퓨터 홀로그램(CGH)으로 제작되었다. 특성시험에서 OA-pSDF는 변형불변 특성과 부분집합 영상의 불변에도 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 시뮬레이션과 광실험에서 제안된 OA-pSDF BPOF는 기존 BPOF의 크기, 회전, 비동일 평면에서의 변위 등에 성능이 저하되는 단점을 극복하고 출력 평면상에서 주어진 위치에서의 상관값을 관측함으로써 클래스간의 분별 또는 동일 클래스로의 인식 등에 훌륭한 분별력을 가짐을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 CATR(Compact Antenna Test Range)을 위한 반사경 시스템으로 파라볼릭 원통형 복반사경 시스템을 해석하였다. 시험영역의 근접전계는 물리광학법(Physical Optics)을 적용하여 계산하였다. CATR은 균일한 평면파 제공을 위하여 최소한의 진폭과 위상 리플(ripple)을 가져야 하며 교차편파 또한 작아야 한다. 따라서 본 논문에서는 부반사경의 위치와 시험영역의 위치에 따른 근접전계 패턴을 구하여 전계의 리플, 테이퍼와 교차편파를 고찰하였다. 본 논문의 해석결과는 파라볼릭 원통형 복반사경 시스템으로 구성된 CATR 설계에 충분히 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
초음파펄스의 주파수해석에 의하여 재료의 음속과 감쇠계수 및 복소모듈러스를 동시에 측정하는 시스템을 구축하고 그 특성을 평가하였다. 이 시스템은 초음파현미경의 기계구동부와 공진주파수 85MHz의 ZnO 평면 트랜스듀서에 의해 구성되며, 음속은 시료의 표면과 저면에서 반사되어온 두개의 펄스파가 동시에 포함되도록 게이트한 후 파워스펙트럼을 구하였을 때 생기는 주파수영역에서의 극대점(또는 극소점)간의 간격으로부터, 감쇠계수는 그 두 펄스파의 각각에 대한 파워스펙트럼준위와 표준시료 표면으로 부터의 반사파의 파워스펙트럼준위로부터 구하여진다. 구축된 시스템을 용융석영, 폴리에스텔막등의 재료에 적용한 결과 정도 높은 계측이 가능함을 알았다.
본 논문에서는 두 개의 비선형 박막으로 둘러싸인 평면 광도파로에서의 TE 비선형 도파광 특성에 대한 새로운 접근 방법을 제안한다. 비선형 박막에 대한 특성을 묘사하는 비선형 특성행렬을 이용하여 비선형 광도파로에 대한 비선형 분산 방정식을 해석적 형태로 유도한다. 분산 방정식을 기반으로 하는 전산시늉으로 도파광의 파워에 대한 모드 굴절율 변화, 전장의 세기가 최대인 위치, 그리고 파워 분포 등의 도파광의 비선형 특성을 계산한다. 자기-집속형 광도파로 구조에서 비선형 박막의 두께를 감소하면 파워-의존 비선형 모드 굴절율의 광학적 쌍안정 특성이 나타나며 광학적 쌍안정 특성을 위한 임계 파워는 증가한다. 그리고 비선형 광도파로 구조 내부의 파워분포 특성은 비선형 Fabry-Perot etalon의 동작 특성과 유사한 광학적 쌍안정 특성을 나타낸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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