등방성 이종구조 재료의 복합유전율 예측을 위한 유한요소 모델링 방법(Finite-element modeling method for the prediction of the complex effective permittivity of two-phase random statistically isotropic heterostructures)

전문가 제언

□ 이 글은 준 한계치가 적용되는 소규모 2D2P(2Dimension 2Phase) 통계적 등방성 이종구조(異種構造) 재료의 복합유전율에 대한 연구결과를 기술하고 있다. 과거에 비록 여러 가지의 해석적 접근방법이 있었지만 오늘날 컴퓨터를 이용하여 이들 매질에서의 계산을 시뮬레이션 하는 수리적 연구가 바람직하다.

□ 이 보고서에서 시뮬레이션으로 얻어진 데이터는 한 가지 유전재료가 균일하게 다른 유전재료에 섞여있을 때 디스크형태로 계산할 수 있는 균질복합체의 유효유전율에 관련된다. 이러한 모델의 3D형태는 원통형 복합재료로 될 것이다. 이들의 모든 상호연결은 고정된 방향으로 평행을 이룬다. 두개의 재료는 등방성이며 균질한 재료로 되어야 한다. 이들 계산은 컴퓨터에 의해서 이루어졌다.

□ 몬테카를로 방법에 의하여 한 재료에 다른 한 가지 재료가 들어가 평형을 이루도록 하였으며 유전재료에 대한 해는 FEM방법으로 수행되었다. 수식적 해답은 유효매질방법(EMT)으로 계산한 것과 경계방법(bounds method)에 의하여 검토되었다. 유효복합유전율은 복소수평면에서 4pt bounds 내에 들었다. 이 값은 Maxwell Garnet식의 커브와 비대칭 Bruggeman공식을 사용한 커브 사이에 있는 것으로 검토되었다.

□ 이러한 시스템에 대하여 이전의 연구에서는 없었던 복소수의 결과를 스케일분석(scaling analysis)한 것은 높이 평가된다. 유효유전율 복소수 값의 실수와 허수부의 주된 거동을 좌우하는 지수는 통계적으로 비균질성 시스템에서 부분적으로 침투가 가능한 디스크의 연속적인 여과현상을 특징짓는 그것과는 아주 다를 수 있다.

□ 이러한 계통의 중요한 목적의 하나는 분극화된 구(球)에 대하여 3D로 분포된 시스템에 대하여 연구하는 것이다. 앞으로 흥미를 갖는 구(球) 시스템은 에너지의 결핍에도 단시간 반발력을 갖는 재료로서 대표적인 예증이 될 수 있기 때문이다. 이에 대한 연구는 계속되어야 할 것이다.

저자

Myroshnychenko, V; Brosseau, C

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2005

권(호)

97(4)

잡지명

Journal of Applied Physics

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

1~14

분석자

양*덕

분석물

• 등방성 이종구조 재료의 복합유전율 예측을 위한 유한요소 모델링 방법.pdf [268,516 byte]

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