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손실 매질에 대한 Isotropic-Dispersion 유한 차분식의 2D Crank-Nicolson FDTD 기법 (2D Crank-Nicolson FDTD Method Based on Isotropic-Dispersion Finite Difference Equation for Lossy Media)

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최초등록일 2025.04.29 최종저작일 2010.07
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손실 매질에 대한 Isotropic-Dispersion 유한 차분식의 2D Crank-Nicolson FDTD 기법
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    서지정보

    · 발행기관 : 한국전자파학회
    · 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 21권 / 7호 / 805 ~ 814페이지
    · 저자명 : 김현, 고일석, 육종관

    초록

    기존 Crank-Nicolson FDTD 기법(CN FDTD 기법)의 비등방성 분산 특성을 개선하기 위한 CN ID-FDTD 기법을 제안하였다. 제안한 CN ID-FDTD 기법은 공간 미분 연산을 위해 기존 CN FDTD 기법의 centered 유한 차분식(Finite Difference equation: FD 연산식)이 아닌 isotropic-dispersion 유한 차분식(ID-FD 연산식)[1],[2]을 이용한다. 본 논문에서는 손실 매질에 대한 CN ID-FDTD 기법의 분산 관계식을 유도하였고, 이 분산 관계식을 이용해 ID-FD 연산식에서 분산 오차(dispersion error)를 줄이는 가중치(weighting factor)와 보정값(scaling factor)을 제시하였다. 그리고 해석 결과의 정확성 비교를 통해 CN ID-FDTD 기법에서는 기존 CN FDTD 기법의 단점이었던 비등방성 분산 오차가 확연하게 감소하는 것을 확인하였다.

    영어초록

    The Crank-Nicolson isotropic-dispersion finite difference time domain(CN ID-FDTD) scheme is proposed based on isotropic-dispersion finite difference(ID-FD) equation[1],[2]. The dispersion relation of CN ID-FDTD is derived for lossy media by solving the eigenvalue problem of iteration matrix in spatial spectral domain, in addition, the weighting factors and scaling factors of the CN ID-FDTD scheme are presented for low dispersion error. The CN ID-FDTD scheme makes the dispersion error drastically reduced and shows accurate numerical results compared to the conventional Crank-Nicolson FDTD method.

    참고자료

    · 없음
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