무격자 기법 기반의 공력-구조 연계 해석을 위한 무격자 기법 구조 해석 프로그램 개발

Abstract

본 연구에서는 무격자 기법을 이용하여 구조해석 프로그램을 개발 하였다. 무격자 기법은 격자나 요소의 정보 없이 질점의 연결 정보만으로 도메인을 해석하는 방법이다. 질점의 연결정보만을 가지고 해석을 수행하기 때문에 복잡한 형상에 대해서 격자를 생성하는 것 보다 비교적 자유롭고 손쉽게 질점을 생성할 수 있다. 또한, 움직이는 물체를 해석 할 때 격자계 시스템의 경우 격자를 재생성하는 많은 시간이 소요되지만, 질점 정보만을 사용하게 되면 격자의 재성성 없이 움직이는 물체에 대해서 해석을 수행 할 수 있다. 구조 지배방정식으로는 Cauchys Momentum Equation을 사용 하였으며, constitutive equation 으로 Hooks Law를 사용 하였고, strain-displacement 식으로 Green-Langrange tensor를 사용 하였다. 간단한 구조 문제를 해석하고 이론 식과 비교하여 검증을 수행하였다. 본 연구를 통해 개발된 무격자 구조 해석 프로그램은 연구실의 유동해석 코드와 결합하여 복잡한 형상, 대변형 등이 일어나는 공력-구조 연계가 필요한 문제들을 수월하게 해석 할 것으로 기대 된다.