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교육매체 활용 : 가상 교육용 전자장 해석 프로그램 개발
위상봉 ( Sang Bong Wee ),김기범 ( Ki Beom Kim ) 한국실천공학교육학회 2010 실천공학교육논문지 Vol.2 No.2
평상시 전자기 현상들을 접하고 있는 우리들은 이러한 현상들의 단편적인 면은 느낄 수 있으나 시각적으로 파악하기 어려운 현상이며 더욱이 물리 및 정량적으로 이해하기란 쉬운 일이 아니다. 이들 정전기장, 정자기장 또한 전자장이 결합되어있는 교류자장은 실험식과 이론적으로 James Clerk Maxwell에 의해 1873년도에 완성되었다. 따라서 전자장은 Maxwell방정식에 근거를 둔 수식의 전개로 전기·자기 현상을 다룬다. 이러한 수식전개가 바탕이 되는 학문이기에 처음으로 전자기를 배우는 중·고등학교 학생, 대학 기본과목인 대학 물리를 배우는 대학생, 이와 관련된 전공 학생에게 조차 이해하기에 어려움이 따른다. 따라서 이러한 난점들을 해결하고자 전자기 제반현상들을 시각적으로 파악하고 더 나아가 수식적으로 해를 구하기 어려운 문제들을 수치해석방법을 이용해 해의 거동을 추정할 수 있도록 하는 학부 수준의 가상 교육용 전자장 프로그램을 개발하고자 하였다. We usually encounter Electro-magnetics phenomenons and only feel some part of that, but it is hard to feel it visually. Moreover understanding physically and quantitatively is not a easy work. These electrostatic field theory, magnetostatic field theory and interchange magnetic field theory combined with electromagnetic field are formulated experimentally and theoretically by James Clerk Maxwell in 1873. Electromagnetic field takes electro-magnetic phenomenons as a expansion of formula originated in Maxwell equations. Since this is based on expansion of formula, it is hard to understand for many students not only middle school and high school students learning it at the first time but also college students studying physics as a elementary class and even majors in electromagnetic field. The program is developed as a visual aid to cope with these problems, and even to deal with complex problem to estimate solution using numerical method.
영상 및 도면의 자동 입력 방식에 의한 전자장 해석 프로그램 개발
위상봉 ( Sang Bong Wee ),김기범 ( Ki Beom Kim ) 한국실천공학교육학회 2011 실천공학교육논문지 Vol.3 No.1
종래의 제품 설계 예측 기술은 분석대상의 도면이 없거나, 분석대상이 형태가 복잡하여 도면 입력이 쉽지 않은경우에 정확한 물리적 특성을 파악할 수 없다는 문제점을 가진다. 분석대상의 도면이 있더라도 이를 프로그램에 맞게 다시 직접 입력해야 한다는 번거로움을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하고자, 보다 도면입력을 용이하고 설계 시간을 단축시킬 수 있는 방법을 제시한다. 본 연구에서는 분석 대상의 물리적 특성을 판단하는데 있어서, 분석 대상을 포함하는 영상의 종류에 관계없이 분석이 가능하고 분석대상이 포함하는 색상정보를 이용한 물리적특성 판단 방법 및 그 기술을 전자장 해석 프로그램과 접목시킨다. 색상 정보를 이용한 물리적 특성 판단 방법은 입력된 영상에 포함된 분석대상의 색상정보에 따라 서로 다른 색상정보로 설정하는 단계와, 그 분석대상의 색상정보에 따라 전자장의 물리적 특성을 분석하는 단계를 포함한다. 본 연구는 기존의 프로그램에 적용된 사례가 발견되지 않으므로, 경쟁력 있는 소프트웨어 개발에 기본 개념을 제공할 것으로 기대된다. If blueprint of analysis objects is not exist or this blueprint complexes, previous prediction techniques for product design have a problem that do not identify the exact physical characteristics. Even if target for analysing exists, transforming into a format that is supported by the program is a troublesome. To solve these problems, this thesis explains method for easily inputting design drawing and reducing the time of product design. In determining the physical characteristics of the target, method using color information is applied with electromagnetic analysis software to enable the analysis without relation to input type. Methods using color information to identify physical characteristic include some procedures. The first step is to number each of the colors, these colors number information includes material eigenvalues corresponding to the color. Next step analysis electromagnetic phenomena according with color information.