CEM   Computational Electromagnetics, Numerical Electromagnetics   수치 전자기학

(2022-03-28)

MoM, Moment Method, 모멘트법

1. 전자기학 문제에 대한 접근방법실험적인 방법
  ㅇ 해석적인 방법  :  정확한 해를 찾으려고 함     (전통적)
  ㅇ 수치적인 방법  :  근사적인 를 찾으려고 함   (비교적 최근 => 수치 전자기학)


2. 수치 전자기학 (CEM,Computational Electromagnetics)

  ㅇ 복잡한 전자기장 문제(맥스웰방정식)를 수치적으로 풀이하는 학문 (모델링, 시뮬레이션 포함)
     - 즉, 미분방정식/적분방정식의 수치적 근사해법으로 장(場)의 해석을 도모함


3. 수치 전자기학 방법의 개략적인 구분

  ㅇ 전체전파 기법 (Full-wave method)
     * (과거에는, 이런 유형의 기법 만을 수치적인 방법 이라고 칭함)
     * 주로, 주변 공간에 대한 수치 영역의 이산화를 특징으로 함
        . 대상체가 비교적 작은 크기에 적합 (전기적으로 소형)
     - 미분방정식 기반 (문제 주변 공간에 대한 세분화)
        . 시간영역   : 유한차분법 (FDTD)
        . 주파수영역 : 유한요소법 (FEM)
     - 적분방정식 기반 (공간 자체를 세분화 않고, 문제 영역 내 대상체 만을 세분화)
        . 시간영역   : 유한체적법 (FVTD)
        . 주파수영역 : 모멘트법 (MoM)

  ㅇ 고주파수 기법 (High-frequency method)
     - 기본적인 물리적인 가정을 전제로 두고 점근적 확장 접근을 함
     - 장 또는 전류 기반으로 가능
        . 장 기반 기법 : 전기장반사,굴절,회절을 고려한 광선광학을 이용
        . 전류 기반 기법 : 전류표면장 간의 관계에 대한 기본 가정으로부터 출발함
     - 매우 큰 대상체에 적합


4. 주요 방법모멘트법 (Moment Method,MoM)           
     - 저주파 점근법(Low Frequency Asymptotic Method) 이라고도 함

     - 적용
        . 적분방정식수치해석적 풀이법 등에 활용                        ☞ 적분방정식 참조
        . 주로, Vector Integral Equation를 대상으로 함

     - 풀이 방식
        . 미지 항이 있는 복잡한 미분 적분방정식을, 
        . 연립 선형 방정식 계로 근사시켜 풀이 함

     - 例) 도체 표면에서의 미지의 전류 분포를 구함
        . 도체 표면에서의 전계경계조건을 충족하는 전계 적분방정식을,
        . 한 무리의 선형 연립 방정식(또는 행렬 방정식)으로 변형시켜 수치해법을 이용하여,
        . 도체 표면의 미지 전류 분포를 구하는데 주로 이용

     - 例) 도선 안테나 해석법 
        . 전통적으로, 적분방정식 풀이법을 이용하였으나,
        . 적분방정식 풀이에 현대적인 수치적 방법을 이용한 모멘트법을 이용하여 풀게 됨
          
  ㅇ 유한요소법 (Finite Element Method, FEM)
     - 적용 : 편미분방정식 풀이법에 활용 등
     - 주로, Vector Wave Equation를 대상으로 함

  ㅇ 유한차분법 (Finite Difference Method), 시간영역 유한차분 (Finite Difference Time Domain,FDTD)
     - 적용 : 편미분방정식 풀이법에 활용 등
     - 주로, Vector Partial Differential Equation를 대상으로 함


[전자기학] 1. 전자기학 2. 수치 전자기학
[전하] [정전계] [정자계, 자성] [전자계현상(시변장)] [평면 전자파]

 
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