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형상이 복잡할 때, 서로 다른 영역에 다른 크기의 요소(Element)를 생성하여 해석 시간을 단축하면서도 해석의 정확도를 높일 수 있습니다.

RecurDyn/Mehser에서는 효율적인 비균일 요소 생성을 위해 여러가지 방법을 제공하고 있는데, 이 글에서는 그 중 Gradation FactorChordal Error Ratio를 소개하도록 하겠습니다. 이 방법을 이용하면 바디에 곡면이나 상대적으로 작은 형상 요소가 있을 때, 곡률이 심하거나 작은 형상이 위치한 영역에서는 작은 크기의 요소가 생성되고, 넓고 평평한 영역에는 상대적으로 큰 크기의 요소가 생성됩니다.

참고로, 단위 면적 당 요소의 수를 요소 밀도 (Element density)라고 부르고, 요소 밀도가 높으면 그만큼 요소가 조밀하고 정확한 해석 결과를 얻을 수 있습니다. 반면 요소 밀도가 낮으면 요소가 성근 대신 빠른 해석이 가능합니다. 요소 밀도는 해석 결과의 정확도 혹은 해석 성능에 맞춰 사용자가 적절히 조절하게 됩니다.

아래는 두 파라미터에 대한 소개입니다. 이 글 아래에 있는 예시 이미지를 함께 보시면 보다 쉽게 이해할 수 있습니다.

  • Gradation Factor: 기본값은 2이며, 0에 가까운 값이 사용될 수록, 요소의 크기가 급격하게 변화합니다.
  • Chordal Error Ratio: 이 값은 아래 그림과 같이 실제 이상적인 곡선(Ideal Arc)과 생성된 격자 사이의 오차의 정도를 나타냅니다. 이 값이 작을 수록 실제 CAD에 가까운 메시(Mesh)가 생성됩니다. (특히 곡면에 대해 보다 조밀한 요소가 생성됩니다.)

         Mesh 생성팁 - chordal error ratio 설명

두 파라미터 모두 더 작은 값을 사용할 수록 (0에 가까운 값을 사용할 수록) 보다 조밀하고 비균일한 메시(Mesh) 결과물을 얻게 됩니다.


그럼 아래의 예를 통해 Gradation Factor와 Chordal Error Ratio에 따른 요소 밀도 변화를 알아보도록 하겠습니다.

Mesh 생성팁 - 요소 밀도의 차등 적용 비교


Gradation Factor와 Chordal Error Ratio를 모두 0에 가까운 작은 값으로 적용할 경우, 요소 밀도가 불균일해지고, 곡면 또한 부드럽게 처리 되는 것을 볼 수 있습니다. 하지만 이럴 경우, 노드와 요소 수가 증가하기 때문에 해석 결과의 정확도는 높지만 해석 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

따라서, 현재의 다물체 동역학 해석 목적에 맞게 적절히 요소 밀도를 조절하여 효율적인 해석을 수행할 필요가 있습니다.