개선된 다단계 부구조화 기법을 이용한 대형구조물의 재해석 방법

Abstract

유한요소법(FE)에서 대형 모델의 동적 해석 시 계산 효율 향상을 위해 부분구조합성법(Component Mode Synthesis, CMS)이 사용될 수 있다. 최근 새로운 부분구조합성법으로 개선된 다단계 부구조화 기법(Enhanced Multi-Level Substructuring Scheme, EMLS)이 제안되었다. 이 방법은 기존 고정경계 기반 부분구조합성법인 Craig-Bampton 방법보다 시스템 크기를 더 작게 축소할 수 있는 동시에 더 넓은 주파수 대역에서 정확한 해를 구할 수 있다. 본 연구에서는 개선된 다단계 부구조화 기법을 시스템 변형에 따른 반복적 해석 과정에 사용하였고 계산 효율을 극대화하기 위해 재해석 방법을 도입하였다. 이러한 개선된 다단계 부구조화 기법을 이용한 재해석 방법의 적절성과 계산 효율을 확인하기 위해 비행기 날개 구조 모델을 이용하여 크기 최적화 문제를 해결하였다.

FEM has still challenge in dynamic analysis of large-scale model when it comes to computational costs. For it, Component Mode Synthesis (CMS) can be solution. New CMS based fixed interface normal mode presented. It is Enhanced Multi-Level Sub-structuring Scheme(EMLS). EMLS has higher accuracy than traditional method such as Craig-Bampton method through using dynamic constraint mode and sub-structuring from hierarchical. For the repeated calculation with EMLS, reanalysis method was adapted. It makes reduction basis from static analysis instead of dynamic analysis. To prove its robustness and effectiveness, sizing optimization for wing box model was solved.