• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.27-36
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• 2023

도파관(waveguide)은 전자기파를 원하는 방향으로 안내하는 전송선로로 의료기기, 레이더 시스템, 위성 통신 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 도파관의 설계 및 최적화를 위해서는 전자기 수치해석(CEM: Computational Electromagnetics)이 필수적이다. 수치해석 기법의 하나인 유한요소법(FEM: Finite Element Method)은 도파관과 같은 닫힌 영역 내부의 전자기 문제를 해결하는데 효율적이며 이를 적용하기 위해서는 계산영역을 한정시키기 위한 경계조건이 필요하다. 본 논문에서는 계산영역 밖으로 나가는 전자파의 반사를 최소화하기 위한 흡수경계조건(ABC: Absorbing Boundary Condition)과 주 모드 뿐만 아니라 고차 모드까지 흡수할 수 있는 도파관 포트 경계조건(WPBC: Waveguide Port Boundary Condition)을 각각 적용하여 2/D 및 3/D 도파관 구조에 대한 전자기 시뮬레이션을 수행하였다. 이후, 대표적인 전자파 상용 소프트웨어인 HFSS와의 결과 비교를 통해 해석의 정확성을 검증하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 WPBC를 적용하면 ABC보다 더 작은 해석 영역으로 구조 해석이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.750-750
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• 2001

Todays, according to development of traffics, there are so many tunnels around us. Tunnels are used for trains, subway trains, cars, etc. Especially for subway, all of its routes are tunnels. So the noise of the subway train cannot radiated out of the station and the noise level in the station and train cabin is so high. There are some methods to reduce this noise and one of them is using absorbing materials. But the area of the tunnel and station is very large, so it is important to determine the effective position and amount of absorbing materials before attaching them. In this study, we studied the effect of sound absorbing materials in the tunnel using boundary element method. We applied BEM for general boundary conditions. With BEM calculations, we found the effect of absorbing materials and effective positions for the subway tunnel and station.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권10호
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• pp.1048-1054
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• 2004

The Passive acoustic control is used in various fields, such as structures, automobiles, aircraft and so on. It is used in variety of acoustic field with the absorbing material, as one of the methods which can control the acoustic in optional space. In that case of passive control using this absorption material, it would be important to maximize the control performance of material property, numbers, geometry shape and the attached location of boundary area of the absorbing material. But realistically these variables, specially material Property, have no broad choice. Therefore, the position of absorbing material is the most important variable. In this study, we use the optimization method to minimize acoustic energy of optional space in the interest frequency attaching some absorbing materials to the boundary area. For analysis and optimization, this study uses the FEA and the conjugate gradient method. This optimization process is very efficient and useful in the passive acoustic control.

• 한국해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-6
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• 2004

In this paper, the performance of a wave absorbing system using an inclined punching plate, was investigated. Using the multi-domain boundary element method (BEM), the reflection coefficients of an inclined punching plate were tested with various design parameters, such as inclined angle, porosity, and wave frequencies. To confirm the numerical solutions, the systematic model test was conducted at 2-D tank and square tank. The numerical results were in good agreement with the experimental results within the entire frequency range. It was found that an inclined punching plate had an excellent wave absorbing efficiency, compared to a horizontal one. Also, the optimal range of an inclined angle had an excellent wave absorbing efficiency, compared to a horizontal one the optimal range of the inclined angle is 10°<β<20°. The developed wave absorber was installed at KRISO's square basin, and is working effectively for various model tests.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.475-480
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• 2007

For the propagation of elastic waves in unbounded domains, absorbing boundary conditions at the fictitious numerical boundaries have been proposed. In this paper we focus on both first- and second-order paraxial boundary conditions(PBCs) in the framework of variational approximations which are based on paraxial approximations of the scalar and elastic wave equations- We propose a penalty function method for the treatment of PBCs and apply these into finite element analysis. The numerical verification of the efficiency is carried out through comparing PBCs with Lysmer-Kuhlemeyer' s boundary conditions.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권2호
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• pp.153-160
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• 2008

실제 매질에서 전파하는 파의 거동을 묘사하기 위하여 탄성파 모델링을 수행한다. 일반적으로 실제매질은 반무한 매질이나 컴퓨터를 이용한 수치모델링에서 반무한 매질을 표현하기는 쉽지 않다. 따라서, 유한한 크기의 모형을 가정하며, 이 경우 모형의 좌우 및 하부 경계는 가상의 경계이므로 이로부터 반사되는 인위적인 반사파들은 적절한 경계조건을 도입하여 제거되어야 한다. 최근 들어 등방성 매질 뿐 아니라 이방성 매질에 대한 연구가 증가하면서 이방성 매질에서의 경계를 적절히 표현해 줄 수 있는 방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 등방성 매질의 탄성파 모델링에서 가장 많이 이용되는 스펀지 경계조건, Clayton과 Engquist가 제안한 흡수경계조건, Higdon의 흡수경계조건 세 방법을 이방성 매질에 적용할 수 있도록 변형한 후 다양한 포아송의 비를 갖는 모형에 적용함으로써 세 경계조건의 특성을 분석해 보았다. Clayton과 Engquist의 흡수경계조건은 등방성 매질에서 포아송의 비가 클 때 불안정한 모습을 보이는데, 이방성 매질에서도 역시 같은 결과를 보여주었다. 스펀지 경계조건은 등방성 매질과 이방성 매질에서 매우 좋은 결과를 보여주었지만, 컴퓨터 메모리나 계산시간을 고려하였을 때 비효율적이다. 이에 반해 Higdon이 제안한 경계조건은 필요로 하는 컴퓨터 메모리와 계산시간이 적을 뿐 아니라 큰 각도로 입사되는 파에 의해 발생하는 반사파까지 효과적으로 제거하였다. 따라서 포아송의 비가 비교적 크게 나타나는 이방성 매질에서는 계산상의 효율성 등을 고려할 때 Higdon의 흡수경계조건이 적합할 것으로 생각된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.3227-3234
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• 1996

This paper proposes a new absorbing boundary condition(ABC) for the FDTD simulation of waveguide problems. It is based on the exact analytic expression for the time domain EM wave propatation in the waveguide. The ABC derived from the expression has a convolution form whose kernel (the discrete Green's function) has a simple, closed form formula. Also, it is applicable to the wide variety of waveguide types with conducting boundaries and complex cross-sectional shapes.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.563-580
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• 2012

We modify the formulation of a recently developed absorbing boundary condition (ABC), the perfectly matched discrete layers (PMDL), to incorporate the excitation coming from the exterior such as earthquake waves. The modified formulation indicates that the effect of the exterior excitation can be incorporated into PMDL ABCs (traditionally designed to treat only interior excitation) simply by applying appropriate forces on the nodes connected to the first PMDL layer. Numerical results are presented to clearly illustrate the effectiveness of the proposed method.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.67-76
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• 2022

현대에는 전자기파를 이용한 전력 및 신호 전달이 필수적인데, 전자기파를 원하는 경로를 통해 효율적으로 전달하기 위해서는 도파 구조(guided structure)가 필요하다. 본 논문에서는 먼저 전파해석 기법인 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 적용하여 도파 구조 중 하나인 2-D/3-D 도파관(waveguide)에 대해 직접 in-house code를 작성하여 전자기 시뮬레이션하였다. 이후 in-house code의 해석 결과를 대표적인 전자파 상용 시뮬레이션 소프트웨어인 HFSS의 결과와 비교하여 해석의 정확성을 검증하였다. 아울러, 전자기 해석에 있어 무한대의 해석 영역을 잘라 해석하기 위해 필수적인 흡수경계조건(ABC : Absorbing Boundary Condition)의 성능을 분석한 후, 병렬화 기법의 적용에 따른 성능 향상을 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.203-230
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• 2012

This paper presents results for impedance (and compliance) functions and input motions of foundations in a layered half-space computed on the basis of a procedure that combines a consistent transmitting boundary with continued-fraction absorbing boundary conditions which are accurate and effective in modeling wave propagation in various unbounded domains. The effects of obliquely incident seismic waves in a layered half-space are taken into account in the formulation of the transmitting boundary. Using the numerical model, impedance (and compliance) functions and input motions of rigid circular foundations on the surface of or embedded in a homogeneous half-space are computed and compared with available published results for verification of the procedure. Extrapolation methods are proposed to improve the performance in the very-low-frequency range and for the static condition. It is concluded from the applications that accurate analysis of foundation dynamics and soil-structure interaction in a layered half-space can be carried out using the enhanced consistent transmitting boundary and the proposed extrapolations.