Electromagnetic forming is a type of high-speed forming process to deform a workpiece through a Lorentz force. As the high strain rate in an electromagnetic-forming simulation causes infeasibility in determining constitutive parameters, we employed inverse parameter estimation in the previous study. However, the inverse parameter estimation process required us to spend considerable time, which leads to an increase in computational cost. To overcome the computational obstacle, in this research, we applied two types of surrogate modeling methods and compared them to each other to evaluate which model is best for the electromagnetic-forming simulation. We exploited an artificial neural network and we reduced-order modeling methods. During the construction of a reduced-order model, we extracted orthogonal bases with proper orthogonal decomposition and predicted basis coefficients by utilizing an artificial neural network. After the construction of the surrogate models, we verified the artificial neural network and reduced-order models through training and testing samples. As a result, we determined the artificial neural network model is slightly more accurate than the reduced-order model. However, the construction of the artificial neural network model requires a considerably larger amount of time than that of the reduced-order model. Thus, a reduced order modeling method is more efficient than an artificial neural network for estimating the electromagnetic forming and for the rapid approximation of structural simulations which needs repetitive runs.
전자기 토폴로지 기법은 복합적인 전파 환경의 모델링을 효과적으로 수행하기 위하여, 구성되는 전파 환경 단위를 각각 해석하고 네트워크의 형태로 결합하여 재해석하는 방법이다. 일반적인 상용 통신 채널 모델에서는 전파 환경이 복합적이고 예측이 어렵기 때문에 정확도는 낮지만 평균적인 해를 활용하는 확률 모델을 활용한다. 하지만, 상대적으로 높은 정확도의 전자파 전파 특성을 요구하는 전자기 펄스 등 위협 전자파의 전파 및 결합 분석, 전자전, 5G 및 6G 이상의 로컬 통신 채널 모델 등에 사용되는 전파 모델 응용에서는 전자기 토폴로지 기법을 활용한 전파 모델링 기법 등이 활용된다. 본 논문은 주파수 영역에서 해석되는 전자기 토폴로지(EMT) 기법의 효과적인 수행 방안과 알고리즘, 그리고 프로그램 구현에 대하여 설명한다. 또한 주파수 영역의 EMT 해석 결과에 대하여 임의의 인가 신호원에 대한 시간 영역에서의 응답을 도출하는 방안에 대하여 논의한다.
A comprehensive thermo-electromagnetic model has been developed to estimate temperature and electromagnetic distribution in an three-phase induction motor under steady state operation. Electromagnetic modeling enables us to predict thermal dissipation rates by eddy-current loss and copper loss in induction motors. Non-uniform temperature distributions are investigated to account for the strong effect of local temperature build-up on the motor performance and expected life-span. For more accurate thermal modeling purpose, Heat loss mapping method, which is matched up with electromagnetic losses and volumetric heat source, is developed and performed analysis. Heat loss mapping method can be greatly used as a design or diagnostic tool for three-phase induction motors with complex structural electromagnetic fields.
레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 5개의 시편을 3차원으로 모델링하였다. 모델링 결과와 실험 결과를 비교하여 실험에서 시편 뒷 표면을 찾으며 시편두께를 측정한다.
The radar method is becoming one of the major nondestructive testing (NDT) techniques for concrete structures. Numerical modeling of electromagnetic wave is needed to analyze radar measurement results and to study the influence of measurement parameters on the radar measurements. Finite difference-time domain (FD-TD) method is used to simulate electromagnetic wave propagation through concrete specimens. Three concrete specimens with a 19.1 mm rebar embedded at 40 mm, 60 mm, and 80 mm depth are modeled in 3-dimension. As results, 2-D image processing scheme of modeling data has been developed and applied to the imaging of steel bars inside concrete.
항공 전자 탐사법은 지하 천부의 전도성 광체 탐사를 위하여 이미 수십년 전에 도입되었다. 그러나 통상적인 시간 영역 항공 전자 탐사(ATEM) 시스템은 신호가 미약하여 가탐 심도에 한계가 있다. 최근 이러한 문제점을 극복하기 위하여 지상 송신원 시간 영역 항공 전자 탐사법(GREATEM)이 개발되었다. GREATEM은 지상에 설치된 긴 전선을 송신원으로 사용하는 준 항공 전자 탐사법이다. 항공 전자 탐사에서는 방대한 자료가 획득되므로, 계산 시간의 절감을 위하여 대개 1차원 해석 방법이 사용되고 있다. 그러나 GREATEM은 1차원 모델링의 경우에도 긴 전선을 따라 수치 적분이 필요하므로 루프 송신원을 사용하는 ATEM의 1차원 모델링에 비하여 계산 시간이 많이 걸린다는 문제점이 있다. 이 논문에서는 일반적인 1차원 모델링보다 비교할 수 없을 정도로 계산 속도가 빠른 ABFM법을 도입하여 ATEM 1차원 모델링을 수행하였다. 통상적인 모델링과 ABFM 결과를 비교한 결과, ABFM법은 GREATEM 1차원 모델링에도 적용 가능할 것으로 확인되었다.
The electromagnetic engine valve actuator is a key technology to achieve variable valve timing in internal combustion engine and the steel core and clapper of the electromagnetic engine valve actuator are laminated to reduce the eddy current loss. To design and characterize the performance of the electromagnetic engine valve actuator, FE (finite element) analysis is the most effective way, but FE (finite element) 3-D modeling of real lamination needs very fine meshes resulting in countless meshes for modeling and numerous computations. In this paper, the equivalent FE 2-D model of electromagnetic engine valve actuator is introduced and FE analysis is performed using the equivalent FE 2-D model.
The radar method is becoming one of the major nondestructive testing (NDT) techniques for concrete structures. Numerical modeling of electromagnetic wave is needed to analyze radar measurement results and to study the influence of measurement parameters on the radar measurements. Finite difference-time domain (FD-TD) method is used to simulate electromagnetic wave propagation through concrete specimens. Three concrete specimens with a 25 mm delamination embedded at 25 mm, 50 mm, and 75mm depth are modeled in 3-dimension. Also, thickness change of delamination and permittivity change are modeled.
The optical structures and rigorous electromagnetic modeling of OLEDs will be discussed of first and then their applications in analyses and designs of various advanced OLED structures, e.g. microcavity OLEDs, tandem OLEDs and top-emitting OLEDs etc., will be reported.
본 논문에서는 $DC{\sim}18\;GHz$에서 동작하는 GTEM 셀 설계를 위한 전자파 모델링과 회로망 해석 기법을 제시하였다. GTEM 셀의 동축선 입력 급전부의 모드 변환기, 전송선 길이가 5미터인 확장형 사각 동축선 그리고 전송부 동축선의 전류와 입력단으로부터 입사되는 전자파를 정합시킬 수 있는 종단 부하로 구성되는 3차인 전자파 수치 해석 모델을 제시하였다. GTEM cell의 급전부, 전송선부, 종단 부하부에 대한 등가 회로망 모델을 제시하였으며, 이를 이용하여 전자파 수치 해석 모델에서 구해진 산란 계수로부터 GTEM cell의 성능 평가 지수인 입력 반사 계수를 계산할 수 있도록 하였다. $DC{\sim}18\;GHz$에서 동작하는 $5.0{\times}2.5{\times}1.7\;m$ 크기의 GTEM cell을 설계, 제작, 성능 평가하여 제안한 기법의 효용성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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