• 제목/요약/키워드: Finite difference time domain method

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FDTD방법을 이용한 마이크로웨이브오븐의 전자파 해석 및 부하의 열해석 (Analysis of the electromagnetic fields in microwave cavities and the temperature fields in loads using Finite-Difference Time Domain method)

  • 조성호;이영민;김현정;강형주
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.2459-2461
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    • 1999
  • FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 방법을 이용하여 마이크로웨이브 오븐 내부 전자파를 해석하였고, 열전달방정식을 이용하여 부하의 열 분포를 해석하였다. 다양한 형태의 오프닝구조를 갖는 캐비티에 관하여 수치계산을 수행하였고, 서로 다른 종류의 부하가 존재할 때 부하의 온도 분포가 어떻게 변화하는지 알아보았다. 또한 마그네트론의 안테나와 캡이 존재하는 실제 웨이브가이드를 모델링하여 수치 계산한 후, 적외선사진에 의한 부하의 온도분포와 비교하였다.

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유한차분 시간영역법을 이용한 콘크리트의 두께측정과 철근위치 탐사를 위한 전자기파 전파 모델링 (A Study on Using Finite Difference-Time Domain Modeling of Electromagnetic Wave Propagation for Thickness Determination and Rebar Detection in Concrete Specimens)

  • 임홍철;조윤범
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.639-648
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    • 1999
  • 레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100㎜로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%∼0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

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해양환경에서 2차원 유사 스펙트럴 모델링을 이용한 시간 영역 음 전달 해석 (Time Domain Acoustic Propagation Analysis Using 2-D Pseudo-spectral Modeling for Ocean Environment)

  • 김기산;이근화;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.576-582
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    • 2004
  • 본 논문에서는 시간영역에서 음파 전달 모델링을 위해 엇갈림 격자에서 유사 스펙트럴 유한 차분 알고리듬을 기반으로 한 전산조직을 개발하였다. 유한 차분 근사는 기하학적으로 복잡한 매질에서 모델링을 가능하게 하고, 엇갈림 격자는 정규 격자에 비해 훨씬 정확한 해를 제공한다. 유사 스펙트럴 방법은 파수 영역에서 파수에 음압의 푸리에 변환을 곱한 후 이를 역푸리에 변환하므로서 공간 도함수를 구하는 방법이다. 이 방법은 매우 안정적이며, 메모리와 계산시간을 감소시키는 장점을 지니고 있다. 무한 및 반무한 영역에서 이 알고리듬에 의한 결과가 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 무한영역과 Pekeris도파관, 거리종속 해양환경에서 시간영역 모델링을 수행하여 스냅사진을 얻어내었으며 이 스냅사진을 통해 복잡한 해양환경에서 신호의 전파 양상을 파악할 수 있었다.

New Scattering Matrix Model for Modeling Ferrite Media Using the TLM Method

  • Zugari, Asmaa;El Adraoui, Soufiane;Yaich, Mohamed Iben;Khalladi, Mohsine
    • ETRI Journal
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    • 제34권4호
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    • pp.536-541
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    • 2012
  • This paper aims to extend the transmission line matrix method with a hybrid symmetrical condensed node (HSCN) to model ferrite media in the time domain. To take into account the anisotropy and dispersive properties of ferrite media, equivalent current sources are incorporated into supplementary stubs of the original HSCN. The scattering matrix of the proposed HSCN is provided, and the validity of this approach is demonstrated for both transversely and longitudinally magnetized ferrites. Agreement is achieved between the results of this approach and those of the theoretical and the finite-difference time-domain method.

Direct integration method for stochastic finite element analysis of nonlinear dynamic response

  • Zhang, S.W.;Ellingwood, B.;Corotis, R.;Zhang, Jun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제3권3호
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    • pp.273-287
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    • 1995
  • Stochastic response of systems to random excitation can be estimated by direct integration methods in the time domain such as the stochastic central difference method (SCDM). In this paper, the SCDM is applied to compute the variance and covariance in response of linear and nonlinear structures subjected to random excitation. The accuracy of the SCDM is assessed using two-DOF systems with both deterministic and random material properties excited by white noise. For the former case, closed-form solutions can be obtained. Numerical results also are presented for a simply supported geometrically nonlinear beam. The stiffness of this beam is modeled as a random field, and the beam is idealized by the stochastic finite element method. A perturbation technique is applied to formulate the equations of motion of the system, and the dynamic structural response statistics are obtained in a time domain analysis. The effect of variations in structural parameters and the numerical stability of the SCDM also are examined.

Stochastic analysis of elastic wave and second sound propagation in media with Gaussian uncertainty in mechanical properties using a stochastic hybrid mesh-free method

  • Hosseini, Seyed Mahmoud;Shahabian, Farzad
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제49권1호
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    • pp.41-64
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    • 2014
  • The main objective of this article is the exploitation of a stochastic hybrid mesh-free method based on stochastic generalized finite difference (SGFD), Newmark finite difference (NFD) methods and Monte Carlo simulation for thermoelastic wave propagation and coupled thermoelasticity analysis based on GN theory (without energy dissipation). A thick hollow cylinder with Gaussian uncertainty in mechanical properties is considered as an analyzed domain for the problem. The effects of uncertainty in mechanical properties with various coefficients of variations on thermo-elastic wave propagation are studied in details. Also, the time histories and distribution on thickness of cylinder of maximum, mean and variance values of temperature and radial displacement are studied for various coefficients of variations (COVs).

H(2,4) 기법을 기반으로 한 저분산 FDTD 기법의 손실 매질의 광대역 해석을 위한 최적화 방법 (Optimization of Extremely Low Numerical-Dispersion FDTD Method Based on H(2,4) Scheme for Wideband Analysis of Lossy Dielectric)

  • 오일영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.225-232
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    • 2018
  • 본 논문은 H(2,4) 기법을 기반으로 한 저분산 유한차분 시간영역법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)을 이용하여 상수 도전율과 비유전율을 갖는 유전체의 광대역 전자기 특성을 정확하게 해석하는 방법을 제안했다. 수치분산오차를 최소화하기 위해서 제안한 FDTD 기법에서 이용하는 세 개의 변수의 최적값을 계산하였다. 잘 알려진 정확한 FDTD 기법들과 제안한 FDTD 방법으로 2차원 원형 유전체 실린더의 광대역 산란 문제를 계산하였고, 그 결과를 이론값과 비교하여 제안한 방법의 우수성을 검증하였다.

광대역 전자파를 이용한 역산란 해석 연구 (Analysis of Microwave Inverse Scattering Using the Broadband Electromagnetic waves)

  • 이정훈;정용식
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.169-174
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    • 2005
  • 본 논문에서는 시간영역 유한차분법(FDTD: Finite-Difference Time-Domain Method)과 설계민감도법(Design Sensitivity Analysis)을 이용하여 유전체 산란체(Dielectric Scatterer)를 복원하기 위한 역산란문제(Inverse Scattering의 새로운 해석기법을 제안하였다. 이때 복원의 빠른 수렴을 위하여 도함수를 이용한 설계민감도법을 도입하였고 본 연구에서는 시간영역 유한차분법으로부터 직접 설계민감도 수식을 도출하였다. 계산의 효율성을 위하여 보조변수법(Adjoint Variable Method)을 도입하여 보조변수 방정식을 도출하고 최적화 알고리듬으로 최대경사도법을 이용하여 반복적인 추정을 통하여 유전체를 복원하였다. 본 연구의 타당성의 보이기 위하여 2차원 $TM^2$에서의 유전체 복원 사례를 제시한다.

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확장된 시간영역 유한차분법을 이용한 고주파 증폭기 해석 (The Analysis of Microwave Amplifier using an Extended FDTD Method)

  • 강희진;노범석;최재훈
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.130-134
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    • 2000
  • 본 논문에서는 확장된 시간영역 유한차분법(Extended finite difference time domain method)을 이용하여 마이크로파 중폭기를 해석하였다. 회로에 포함되어 있는 능동 소자는 고주파 등가 회로를 이용하여 모델링 하였다. 고주파 등가 회로를 통하여 계산한 게어트와 드레인의 전류를 FDTD의 전계 계산식에 첨가향으로개 마이크로스트립 회로의 전자기파와 능동 소자와의 상호 작용을 특성 지었다. 해석 결과는 주파수 영역 회로 해석법(Frequency-domain circuit analysis)을 이용한 결과와의 비교를 통하여 정확성을 입증했다.

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STABILITY OF POSITIVE PERIODIC NUMERICAL SOLUTION OF AN EPIDEMIC MODEL

  • Kim, Mi-Young
    • Korean Journal of Mathematics
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    • 제13권2호
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    • pp.149-159
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    • 2005
  • We study an age-dependent s-i-s epidemic model with spatial diffusion. The model equations are described by a nonlinear and nonlocal system of integro-differential equations. Finite difference methods along the characteristics in age-time domain combined with finite elements in the spatial variable are applied to approximate the solution of the model. Stability of the discrete periodic solution is investigated.

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