• 대한수학회보
• /
• 제34권1호
• /
• pp.135-146
• /
• 1997

For the numerical simulation of wave phenomena either in unbounded domains that it is not feasible to compute solutions on the entire region, it is needed to truncate the original domains to manageable bounded domains whose geometries are simple but usually nonsmooth. On the artificial boundaries thus created, absorbing boundary conditions are taken so that the significant part of waves arriving at the artificial boundaries can be transmitted [5,10,11,16,17,26]$.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.440-444
• /
• 2006

In this paper an analytical study is carried out to improve the capacity of absorbing boundary using dashpot, one of the most widely used absorbing boundaries in FEM. Using harmonic plane wave equation, absorbing boundary condition is modified to maximize its capacity according to the incident angle. Validity of the modified absorbing boundary conditions is investigated by adopting the solution of Miller-Pursey which is the solution for the wave propagation in semi-infinite elastic media, and the absorption ratio is calculated according to various Poisson's ratios.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
• /
• pp.33-38
• /
• 2008

For the propagation of elastic waves in unbounded domains, absorbing boundary conditions at the fictitious numerical boundaries have been proposed. Paraxial boundary conditions(PBCs) which are kinds of absorbing boundary conditions based on paraxial approximations of the scalar and elastic wave equations not only lead to well-posed problem but also are stable and computationally inexpensive. But the complex mathematical forms of PBCs with partial derivatives complicate the application of those to finite element analysis. In this paper a penalty functional is newly proposed for applying PBCs into finite element analysis and the existence and uniqueness of the extremum of the proposed functional is demonstrated. The numerical verification of the efficiency is carried out through comparing PBCs with a viscous boundary condition.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1990년도 추계학술대회 논문집 학회본부
• /
• pp.78-81
• /
• 1990

The Engquist-Majdas second-order Absorbing Boundary Conditions (ABC) has been combined with the finite element formulation replacing the boundary integral equations in the hybrid finite-boundary element method (HEM). The method is applied to electromagnetic field radiation problems, especially to the microwave launcher, in order to verify the finite element formulation with the ABC's. The results with ABC are in good agreement with those of HEM. In order to see the applicability of the ABC, a simplified microwave oven utilizing ABC and an absorbing material are provided. The EM field distribution of the model is visualized. This method could be a useful analysis and design tool for EM field devices.

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

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.413-420
• /
• 2003

In this paper an analytical study is carried out to examine the effectiveness of absorbing boundaries using dashpot. Validity of the absorbing boundary conditions suggested by Lysmer-Kuhlemeyer and White et al. is investigated by adopting the solution of Miller and Pursey. The Miller and Pursey's problem is then numerically simulated using the finite element method. The absorption ratios are calculated by comparing the displacements at the absorbing boundary to those at the free field without the absorbing boundary. The numerical verification is carried out through comparison of displacement at the boundary.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.629-640
• /
• 2007

본 논문에서는 무한영역을 유한의 요소영역으로 표현하는데 있어서 가장 폭넓게 사용되는 점성감쇠기를 이용한 흡수경계의 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 2차원 평면조화파동방정식을 이용하여 응력파의 경계면으로의 입사각에 따른 흡수경계조건을 최적화 하였으며, Miller 등이 제안한 반무한 탄성체에서의 주기하중에 의한 전파식을 최적화된 점성감쇠기를 이용한 흡수경계 조건식에 삽입한 후 방정식의 해를 직접 비교함으로서 해석적인 검증을 수행하였다. 또한 수치적 검증을 위해 유한요소법을 사용하여 Miller 등의 파진행 문제를 구현하였으며, 이때 흡수경계를 구현하기 위해 점성감쇠기를 부착시킨 수치모형에서의 변위와 파의 도달시간을 고려하여 반사파의 영향을 제거시킨 수치모형에서의 변위를 비교함으로써 흡수율을 산정하였다. 흡수율은 수치모형의 경계와 내부점에 대해 각각 산정되었으며 이를 통해 수치적 검증을 수행하였다.

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

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.1054-1061
• /
• 2007

본 논문에서는 2D 원통형 좌표계 구조를 해석하기 위한 전자기 수치 해석 방법 중 하나인 시간영역 유한차분법(FDTD)에서 필요한 흡수경계조건으로 UPML과 Liao 흡수경계조건을 비교하였다. 일반적인 2D 직각 좌표계에서는 UPML의 성능이 Liao의 흡수경계조건보다 우수하지만, 본 논문에서 가정한 2D 원통형 좌표계에서는 Liao에 의해 제안된 고유의 흡수경계조건이 UPML과 수정된 Liao 흡수경계조건보다 우수한 것으로 나타났다. 원통형 좌표계는 축에 대해서 대칭이기 때문에 3D 구조를 2D 구조로 가정할 수 있다는 점에서 안테나를 비롯한 다양한 마이크로파 회로의 특성해석에 널리 사용될 수 있는데, 정확한 수치해석 결과를 얻기 위해서 다양한 구조에 대한 흡수경계조건들의 비교와 검증이 필요하다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
• /
• pp.451-457
• /
• 2000

In many dynamic problems such as foundation vibrations ultrasonic nondestructive evaluation and blasting analysts are confronted with the problem of wave propagation in an infinite or semi-infinite media. In order to simulate this situation by a finite analytical model provisions must be made to absorb the stress waves arriving at the boundary. Absorbing boundaries are mathematical artifacts used to prevent wave reflections at the boundaries of discrete models for infinite media under dynamic loads. An analytical study is carried out to examine the effectiveness of Lysmer-Kuhlemeyer model one of the most widely used absorbing boundaries. Validity of the absorbing boundary conditions suggested by Lymer-Kuhlemeyer is examined by adopting the solution of Ewing et al. to the problem of plane waves from a harmonic normal force on the surface of an elastic half-space. The Ewing's problem is than numerically simulated using the finite element method on a semi-circular mesh with and without absorbing boundaries which are represented by viscous dashpots. The absorption ratios are calculated by comparing the displacements at the absorbing boundaries to those at the free field without absorbing boudaries.