본 논문에서는 표면이 닫혀진 삼차원 도체 구조의 전자파 지연 산란 응답을 얻기 위하여 임의 구조의 모델링에 적합한 삼각형 전개함수를 이용하여 시간영역 자장 적분방정식(Time-Domain Magnetic Field Integral Equation, TD-MFIE)의 해석 과정을 제안하였다. 이를 통하여 산란 도체로부터 정확하구 시간영역 전장 적분방정식(Time-Domain Electric Field Integral Equation, TD-EFIE)과 비교하여 상대적으로 안정된 지연 응답의 해를 구할 수 있었다. 자세한 공식화의 전개 과정과 육면체 및 구와 원통형 도체에 대한 수치 예를 보였으며, TD-EFIE로부터 계산된 해 및 주파수 영역에서 동일한 전개함수를 이용하여 EFIE 및 MFIE로부터 얻어진 결과를 시간영역으로 변환한 해와도 비교하였다.
This paper describes BIEM(Boundary Integral Equation Method) for computation of three dimensional electric field distribution and numerical method that an equivalent charge density is unknown variable. After computing numerically the surface charge distribution. the distribution of both potential and electric field are obtained. Finally, this numerical method is applied to the concentric sphere and the coaxial cylindrical model and numerical result is compared to the analytic solution.
본 논문에서는 도체로부터의 안정된 전자기 산란 응답을 계산하는 새로운 해법을 제안한다. 이 방법은 기존의 MOT (marching-on in time) 기법을 이용하지 않고, 가중 라게르 (Laguerre) 다항식으로 유기전류의 과도 응답을 표현하여 시간 영역의 적분방정식을 푼다. 이 시간 영역의 기저함수를 사용함으로써 적분식의 미분항을 해석적으로 처리하여 과도 응답을 구할 수 있다. 또한 적용되는 이 기저함수는 시간이 진행함에 따라 영으로 수렴하는 특성 때문에, 유기전류의 과도응답도 후기 진동을 가지지 않고 영으로 수렴한다. 제안되는 방법의 타당성을 보이기 위하여 시간 영역 전장 적분방정식의 해를 MOT 및 해석해와 주파수 영역으로부터 구한 해의 이산 푸리에 역변환 (inverse discrete Fourier transform, IDFT)과도 비교한다.
A time-domain combined field integral equation (CFIE) is presented to obtain the transient scattering response from arbitrarily shaped three-dimensional conducting bodies. This formulation is based on a linear combination of the time-domain electric field integral equation (EFIE) with the magnetic field integral equation (MFIE). The time derivative of the magnetic vector potential in EFIE is approximated using a central finite difference approximation and the scalar potential is averaged over time. The time-domain CFIE approach produces results that are accurate and stable when solving for transient scattering responses from conducting objects. The incident spectrum of the field may contain frequency components, which correspond to the internal resonance of the structure. For the numerical solution, we consider both the explicit and implicit scheme and use two different kinds of Gaussian pulses, which may contain frequencies corresponding to the internal resonance. Numerical results for the EFIE, MFIE, and CFIE are presented and compared with those obtained from the inverse discrete Fourier transform (IDFT) of the frequency-domain CFIE solution.
본 논문에서는 3 차원 임의 형태 도체의 지연 산란 응답을 얻기 위한, 새로운 시간영역 전장 적분방정식(Time-Domain Electric Field Integral Equation: TD-EFIE)을 제안한다. 자기 벡터 전위의 시간 미분항은 중앙 차분으로, 전기 스칼라 전위는 시간에 대한 평균을 취한 두 개의 항으로 근사하였다. 이로부터 도체에 의한 산란 지연 응답 해의 산출시, 기존의 방법보다 정확하고 더욱 안정된 해를 얻을 수 있었다. 제안된 방법의 자세한 정식화 과정을 보였으며, 주파수 영역에서의 이산 푸리에 역변환 (Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT) 결과치와 제안된 방법에 의한 수치해를 각각 비교하였다.
We consider the problem of determining the singular stresses and electric fields in a piezoelectric ceramic strip containing a Griffith crack under in-plane normal loading within the framework of linear piezoelectricity. The potential theory method and Fourier transforms are used to reduce the problem to the solution of dual integral equations, which are then expressed to a Fredholm integral equation of the second kind. Numerical values on the field intensity factors are obtained, and the influences of the electric fields for PZT-6B piezoelectric ceramic are discussed.
전자장 해석을 위한 많은 수식들이 전계형 적분방정식으로 수식화되어 여러 가지 수치적인 방법으로 해석되어진다. 일반적으로 이 식은 특이점을 갖는 Kernel로 표현되어지며, 주어진 문제에 따라 식이 간략화 되어지지 않으면 해석시 수직과 프로그램이 복잡하여진다. 본 논문에서는 BOR구조의 도체에 적용할 수 있는 새로운 적분방정식을유도하였으며, 이 식은 직선형 wire도체의 경우에 더욱 간략화 되어진다. 동축선로로 급전되어지는 monopole안테나와 임의의 각도로 입사하는 평면파에 의한 도체의 산란문제를 응용예로서 다루었다.
In this paper, we present a time domain combined field integral equation (TD-CFIE) formulation to analyze the transient electromagnetic response from three-dimensional dielectric objects. The solution method in this paper is based on the method of moments (MoM) that involves separate spatial and temporal testing procedures. A set of the RWG (Rao, Wilton, Glisson) functions Is used for spatial expansion of the equivalent electric and magnetic current densities and a combination of RWG and its orthogonal component is used as spatial testing. We also investigate spatial testing procedures for the TD-CFIE to select the proper testing functions that are derived from the Laguerre polynomials. These basis functions are also used for temporal testing. Use of this temporal expansion function characterizing the time variable enables one to handle the time derivative terms in the integral equation and decouples the space-time continuum in an analytic fashion. Numerical results computed by the proposed formulation are presented and compared with the solutions of the frequency domain combined field integral equation (FD-CFIE).
Schwinger pair production of electrons and positrons in a strong electric field is a prediction of nonperturbative quantum field theory, in which the out-vacuum is superposed of multi-particle states of the in-vacuum. Solving the Dirac or Klein-Gordon equation in the background field, though a linear wave equation, and finding the pair-production rate is a difficult or nontrivial job. The phase-integral method has recently been introduced to compute the pair production in space-dependent electric fields, and a complex analysis method has been employed to calculate the pair production in time-dependent electric fields. In this paper, we apply the complex analysis method to a Sauter-type electric field and other hyperbolic-type electric fields that vanish in the past and future and show that the Stokes phenomena in pair production occur when the time-dependent frequency for a given momentum has finite simple poles (polons) with pure imaginary residues.
In this paper, we present an accurate and stable method for the solution of the transient electromagnetic response from the conducting wire structures using the time domain integral equation. By using an implicit scheme with the central finite difference approximation for the time domain electric field integral equation, we obtain the transient response from a wire scatterer illuminated by a plane wave and a conducting wire antenna with an impressed voltage source. Also, we consider a wire above a 3-dimensional conducting object. Numerical results are presented, which show the validity of the presented methodology, and compared with a conventional method using backward finite difference approximation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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