• 대한전기학회논문지
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• 제43권4호
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• pp.666-672
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• 1994

An H-Plane waveguide component with arbitrary shape is analyzed using finite element method(FEM) Cooperated with boundary element method(BEM). For the application of BEM in the waveguide structure, a ray representation of the waveguide Green's function is used. This technique is applied to the analysis of the waveguide inductive junction. The results are compared with the results of the mode matching technique. The comparison shows good agreement.

• 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.

• 산업기술연구
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• 제13권
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• pp.25-31
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• 1993

This paper presents an analysis of microwave device component. An H-Plane waveguide component with arbitrary shape is analyzed using finite element method(FEM) cooperated with boundary element method(BEM). The finite element method(FEM) is applied to the junction region and the boundary element method(BEM) to the waveguide region. For the application of BEM in the waveguide structure, a ray representation of the waveguide Green's function is used. The proposed technique was applied to the analysis of the waveguide inductive junction to compare the numerical result with the result of the mode matching technique. The comparison showed good agreements between the two results. Transmitted powers were also computed in T-junction waveguides for the various shape of the junction area.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권6호
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• pp.1-10
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• 1997

By using the boundary element method, the cahracterization and the circuit modelling of the coplanar waveguide (CPW) discontinuities are performed bvia quasi-static approximation. The capacitive equivalent circuits are obtained by developing the 3-D boundary element method with collocation method. On the triangular patch, the numerical scheme employed the linear basis functions and the analytic solutions of the integrals on the singular points. The capacitive discontinuities of gaps, end-gaps, and open-ends are characterized and the results compared with the conductor backed coplanar waveguides.

• 한국음향학회지
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• 제29권7호
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• pp.448-457
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• 2010

단면의 형상이 길이방향으로 일정한 무한길이 도파관 구조물 (waveguide structures)에 대한 진동 및 파동전파 특성은 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)을 이용해 효과적으로 해석할 수 있다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 해석하므로 모델의 크기가 작고 연산시간이 짧다는 장점이 있다. 도파관 구조물이 외부 유체와 연성된 경우, 원통형 실린더 또는 파이프와 같이 단면의 형상이 단순한 경우에는 이론적 해석을 수행할 수 있다. 반면 복잡한 형상의 단면을 가진 도파관구조물이 유체와 연성된 경우에는 수치해석 방법이 요구된다. 외부 유체와 연성된 도파관 구조물은 외부 유체와 도파관유한요소 (WFE)를 연성시켜 해석하는 수치해석 방법을 고려할 수 있다. 본 논문에서는 외부 유체 모델링에 경계요소 (Boundary Element)를 도입하고 이를 도파관유한요소와 연성시킨 WFE/BE 방법을 소개한다. 이 방법의 적용 예로써 단순형상의 파이프에 대해 외부 유체의 유/무에 따른 분산선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 이를 이론해석 결과와 비교하였다. 또한 WFE/BE 방법을 이용해 파이프에서 외부 유체로 방사되는 음향파워를 구하고 접수 유/무에 따른 영향을 살펴보았다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.663-665
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• 1993

An H-Plane waveguide component with arbitrary shape is analyzed using finite element technique(FEM) cooperated with boundary element method(BEM). For the application of BEM in the waveguide structure, a hybrid ray-mode representation of the waveguide Green's function is used. This technique is applied to the waveguide step load and the computed results are compared with the earlier theoretical results.

• 한국음향학회지
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• 제31권3호
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• pp.142-150
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• 2012

도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)은 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동을 해석하기 위한 수치해석 기법이다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 길이방향 파동 전파를 해석하므로 기존의 유한요소법에 비해 해석 모델의 크기가 작고 연산 시간이 짧다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 도파관유한요소법을 확장하여 내부 및 외부에 유체가 채워진 도파관 구조물에 대한 진동 해석을 수행하였다. 이를 위해 내부 유체와 도파관 구조물은 WFE로, 외부 유체는 파수경계요소 (waveguide boudnary element, WBE)로 모델링하고 이들을 연성시킨 운동방정식을 제시하였다. 이 방법의 적용 예로써 내부에 물이 채워진 몰수된 파이프의 진동 및 방사 음향 파워를 해석하였다. 내부 및 외부 유체의 유/무에 따른 분산 선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 유체 연성의 효과를 살펴보았다.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권6호
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• pp.11-19
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• 1997

For the circuit modeling of th ecoplanar waveguide (CPW) discontinuities, th eequivalent inductance is analyzed via the 3-dimensional boundary element method. The proposed method utilizes the magnetic scalar potential to obtain the magnetic flux passing sthrough the air-dielectric interfaces of the coplanar waveguide. The boundary integral is simplified by use fo the symmetry when the substrate is composed of the nonmagnetic material. In the numerical analysis, linear basis function and the collocationscheme are employed. The short-end and the step discontinuities are cahracterized through the calculations of the equivalent inductance andd the capacitance. The present method avoids the usual vector formulation and is quite advantageous in the quasi-staic characterization of the CPW disconditnuities.

• 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.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.698-706
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• 2013

Structural vibration induced by excitation forces under turbulent boundary layer is investigated in terms of the numerical analysis in this paper. Since the responses of structures excited by the wall pressure fluctuation(WPF) are described by the power spectral density functions, they are calculated and reviewed theoretically for finite and infinite length beams. For the use of numerical approaches, the WPF needs to be discretized but conventional finite element method is not much effective for that purpose because the WPF lose the spatial correlation characteristics. As an alternative numerical technique for WPF modelling, a wavenumber domain finite element approach, called waveguide finite element method, is examined here for infinite length beams. From the comparison between the numerical and theoretical results, it was confirmed that the WFE method can effectively and easily cope with the excitation from WPF and hence the suitable approach.