제1장 연구개발과제의 개요(Introduction) = 17
제1절 개요(Introduction) = 17
제2절 연구개발과제의 필요성(The necessity of this project) = 17
제3절 연구개발과제의 최종목표(The main objectives of this project) = 18
제2장 국내외 기술개발 현황(The current domestic CAE technologies) = 19
제1절 개요(Introduction) = 19
제2절 해외 기술 개발 현황(The foreign CAE technologies) = 19
제3절 국내 기술 개발 현황(The domesic CAE technologies) = 20
1. 범용 유한 요소 해석 S／W VisualFEA(Commercial FEA S／W VisualFEA) = 20
2. 범용 유한 요소 해석 S／W STRA-D(Commercial FEA S／W STRA-D) = 21
3. 건축／토목 구조 해석 및 설계 S／W MIDAS(Architecture／civil structural analysis and design S／W MIDAS) = 23
4. 범용 구조 해석 및 설계 S／W neoMAX-3D(Commercial structural analysis and design S／W neoMAX-3D) = 24
5. 구조 동역학 해석 S／W RecurDyn(Structural dynamic analysis S／W RecurDyn) = 25
6. 구조 진동 해석 S／W SVS(Structural vibration analysis S／W SVS) = 26
7. 기타 S／W(Others) = 27
제3장 연구개발수행 내용 및 결과(The scope of this project and research results) = 28
제1절 전, 후처리기(Pre／post processor) = 29
1. 프로그램 구성(Program structure) = 29
가. 그래픽 알고리즘(Graphic algorithm) = 29
(1) 선택 알고리즘(picking algorithm) = 29
(2) Orthogonal & Perspective 화면 보기(Orthogonal & Perspective screen display) = 29
(3) 회전 알고리즘(Rotation algorithm) = 31
2. 메뉴구성(Menu contents) = 32
3. 파일 교환(File Exchange) = 33
가. IGES 파일 포맷 입출력(IGES file access) = 33
(1) IGES 파일 포맷 입출력(IGES file access) = 33
(2) NASTRAN 파일 포맷 입출력(NASTRAN file access) = 34
4. CAD(CAD tool) = 36
가. 직선(Line) 생성(Line creation) = 36
나. 원호(Arc) 생성(Arc creation) = 36
다. 자유 곡선 생성(Free curve creation) = 37
라. 곡선에 의한 곡면 생성(Ruled surface creation using a curve) = 38
(1) 방향과 거리 입력에 의한 곡면 생성(By direction and distance input)(Type1) = 38
(2) 두 개의 곡선에 의한 곡면 생성(By two selected curves)(Type2) = 39
마. 회전에 의한 곡면 생성(Surface creation by revolving) = 39
바. Sweeping에 의한 곡면 생성(Surface creation by sweeping) = 40
사. 경계 곡선에 의한 곡면 생성(Surface creation by boundary edges) = 40
아. Rounding and Champer = 41
5. 요소망 생성(Mesh generation) = 42
가. 삼각형 사각형 요소망 생성(Triangular／Tetra element mesh generation) = 42
(1) 변환평면 결정(Decision of a translation plane) = 42
(2) 경계 절점 생성(Generation of boudary nodes) = 42
(3) 평면에서의 요소망 생성(Mesh generation) = 43
(4) 요소망 평활화(Smoothing) = 45
나. 매핑에 의한 요소망 생성(Mesh generation by mapping) = 47
다. 수동요소망(Manual mesh generation) = 47
(1) 끌기에 의한 요소망 생성(Mesh generation by dragging) = 47
(2) 회전에 의한 요소망 생성(Mesh generation by revolving) = 48
(3) 스윕에 의한 요소망 생성(Mesh generation by sweeping) = 49
(4) 절점 매핑에 의한 요소망 생성(Mesh generation by node mapping) = 49
6. 요소 편집(Element edit) = 50
가. 절점 선택에 의한 요소망 생성(Mesh generation by node selection) = 50
나. 요소 결합(Merging element) = 50
7. 후처리(Post processor) = 51
가. 변형 및 응력분포(Displacement and stress distribution) = 51
나. 애니메이션 및 그래프(Animation and graph function) = 52
8. 요소망 생성 적용예(Examples on mesh generation) = 54
가. 자동차 휠(Vehicle wheel model) = 54
나. 자동차 문(Vehicle door model) = 55
다. 솔리드 모델링(Solid modeling) = 56
제2절 해석기(Solver) = 57
1. 전체 프로그램 개요 및 구조(Program introduction and its structure) = 57
가. 개요(Introduction) = 57
나. 구조(Structure) = 57
다. 프로그램이 제공하는 기능(Function list) = 59
2. 요소개발(Element development) = 60
가. 연속체 요소(Continuum element) = 60
나. 구조 요소(Structure element) = 61
(1) 평면 응력 요소(Plane stress element) = 63
(2) 쉘 요소(Shell element) = 64
(3) 쉘 요소의 구성(Shell element construction) = 70
(4) 기하 강성 행렬의 구성(Stiffness matrix construction) = 71
(5) 보 요소(Beam element) = 72
다. 수치 결과(Numerical examples) = 78
(1) 평면 응력 요소(Plane stress element) = 78
(가) Straight beam problem = 78
(나) Cook의 문제(Cook''s problem) = 78
(다) Curved beam problem = 79
(2) 쉘 요소(Shell element) = 80
(가) 원형 평판 문제(Circular plate problem) = 80
(나) Pinched cylinder problem = 81
(다) Hemi-spherical shell problem = 82
(라) Scordelis-Lo roof problem = 83
(마) 45° 기울어진 마름모꼴 평판문제(45° Rhombic plate) = 84
(3) 솔리드 요소(Solid element) = 85
(가) Straight beam problem = 85
(나) Curved beam problem = 86
(다) Distorted mesh = 87
3. 선형 연립 방정식의 풀이(Solving the linear simultaneous equation)(Sparse／multi frontal) = 88
가. 연구범위(The scope of the study) = 88
나. 이론적／실험적 접근 방법(Theoretical／experimental approaches) = 88
다. 연구 내용(Investigation) = 88
(1) 문제 정의와 적용 범위(Problem definition and application range) = 88
(2) 행렬분해법(Elementary matrix decomposition) = 88
(가) 삼각시스템(Triangular system) = 89
(나) 행렬분해법의 개념(The concept of matrix decomposition) = 89
(다) 내적분해(Inner product decomposition) = 90
(라) 외적분해(Outer product decomposition) = 91
(3) 행렬분해법에 근거한 고성능 해석기(Efficient solvers based matrix decomposition) = 92
(가) 스파스 해석기(Sparse solver) = 92
(나) 멀티프론탈 해석기(Multi frontal solver) = 93
라. 적용 프로그램(Programs) = 97
마. 연구 결과(Research result) = 100
(1) 수치예제(Numerical analysis example) = 100
(2) 수치결과(Numerical analysis result) = 100
(가) 스파스해석기와의 비교(Comparison with sparse solver result) = 100
(나) NE-NASTRAN과의 비교(Comparison with NE-NASTRAN result) = 100
4. 고유치 해석(Eigen value analysis) = 105
가. 개요(Introduction) = 105
나. 기본적인 부공간 축차 방법(Elementary subspace iteration method) = 106
다. 부공간 축차법의 성능 개선(Performance improvement of the subspace iteration method) = 108
(1) 리츠벡터의 적용(Ritz vector application) = 108
(2) 직교화의 유지(Orthogonality preservation) = 109
(3) 수정된 리츠벡터의 적용(Modified Ritz vector application) = 110
(4) 준적정 리츠벡터의 적용(Quasi-static Ritz vector application) = 111
(5) 블록 알고리즘의 적용(Block algorithm application) = 111
라. 개선된 블록 알고리즘(Improved block algorithm) = 111
(1) 기본 알고리즘(Elementary algorithm) = 111
(2) 이전 블록에서 수렴하지 못한 축차벡터의 이용(Utilization iteration vector did not converged in the previous block) = 112
(3) 적절한 이동값의 선택(Definition of the moving distance) = 113
(4) 수정된 리츠벡터에서 초기 벡터의 적절한 개수(Definition of the number of initial vectors in modified Ritz vector) = 114
(5) 적절한 블록개수 정하기(Definition of the number of block) = 115
(6) 수렴한 고유벡터와의 직교화(Orthogonalization with the converged eigen vector) = 116
(7) 재시작(restart) 알고리즘(Restart algorithm) = 118
마. 수치 결과(Numercal examples) = 119
(1) Oil tank = 119
(2) Car door = 120
5. 좌굴해석(Buckling analysis) = 121
가. 개요(Introduction) = 121
나. 일반적인 기하 강성 계산(General stiffness matrix calculation) = 121
다. 수치 결과(Numerical examples) = 123
(1) 보 요소(Beam element) = 123
(가) Euler Beam = 123
(나) Grid with Rigid joints = 124
(다) Bar Dome = 126
(라) Portal Frame = 127
(2) 쉘 요소(Shell element) = 129
(가) Buckling of a simply supported square plate = 129
(나) Lateral buckling of an L-barcket = 131
(다) Axially compressed cylinder = 132
6. 접촉해석연구(contact analysis study) = 134
7. 동적해석연구(Dynamic analysis study) = 137
가. 개요 = 137
(1) 질량 행렬의 구성방법 = 137
(2) 감쇠 행렬의 구성방법 = 138
(3) 자유도 축약 = 138
(4) 직접적분법과 모드 해석 = 138
(5) 주파수 해석 = 139
나. 시간적분법 = 139
(1) Newmark 법 = 139
(2) 선형다단계법 = 140
다. 결론 = 142
8. 하중／제한조건(Loads／boundary conditions) = 143
가. 하중조건(Load condition) = 143
나. 제한조건(Boundary condition) = 144
9. 입／출력문(Input／output data file) = 145
가. 입력문(Input data file) = 145
나. 출력문(Output data file) = 145
제3절 프로그램 성능 및 평가(Program) = 146
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도(The project achievement and its contribution) = 147
제1절 목표달성도(The project objective achievement) = 147
제2절 관련분야에의 기여도(Contributions to the concerned industries) = 148
제5장 연구개발결과의 활용계획(The utilization plan of the project) = 150
제1절 연구개발결과의 기대효과(The positive expectation) = 150
제2절 연구개발결과의 활용계획(The utilization plan of the project) = 150
1. 활용계획(Utilization plan) = 150
2. 추가연구의 필요성(Necessity of the supplemental study) = 151
제3절 사업화 계획(Business plan) = 151
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보(The collected foreign science technology information) = 153
제1절 프리즘 요소를 사면체 요소로 분할(Split prism element into tetrahedral element) = 153
제2절 Multi Frontal Solver = 155
1. 기본 개념(Main concept) = 155
2. 성능향상을 위한 방법(Idea to improve the performance) = 156
제3절 외삽(extrapolation)을 이용한 대체 변형률법 솔리드 요소(Alternative strain method solid element using extrapolation) = 157
제4절 Lanczos 알고리즘(Lanczos algorithm) = 158
1. 이론적인 Lanczos 알고리즘(Theoretical Lanczos algorithm) = 158
2. 실제적인 Lanczos 알고리즘(Practical Lanczos algorithm) = 158
가. 완전한 재직교화(Full reorthogonalization) = 158
나. 선택적인 재직교화(Selective reorthogonalization) = 159
다. 부분적인 재직교화(Partial reorthogonalization) = 160
제7장 참고문헌(References) = 161
첨부문서
특정연구개발사업 연구결과 활용계획서 = 167
연구결과 활용계획서 = 168
기술 요약서 = 172
