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논문KCI 등재

다중 하중 과도응답해석 과정에 대한 크리로프 부공간 모델차수축소법의 자동화

Automation of Krylov Subspace Model Order Reduction for Transient Response Analysis with Multiple Loading

김승현|한정삼
한국전산구조공학회 (The Computational Structural Engineering Institute Of Korea)|2021.04|한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)|제34권 제2호|pp. 101-111|DOI https://doi.org/10.7734/COSEIK.2021.34.2.101

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model order reduction크리로프 부공간모델차수축소법transient response analysis과도응답해석ANSYS ACTkrylov subspace

초록

다중 하중 과도응답해석은 시간에 따른 작용 하중에 대한 과도응답을 확인하므로 정교한 시스템 모델링 및 조밀한 시간 간격을 가질수록 해당 시스템에 대한 동특성은 정확하게 나타내지만 이에 따른 계산 시간은 크게 증가하게 된다. 크리로프 부공간 기반 모델차수축소법은 기계 시스템이 가지는 동적 특성과 거의 동일한 결과를 나타내면서 계산 시간을 줄일 수 있기 때문에 효율적인 과도응답해석 방법이다. 본 연구에서는 다중 하중 및 이동 하중을 가지는 수치 예제를 통하여 크리로프 부공간 모델차수축소법 기반 과도응답해석을 수행하고, 이를 통해 초기 시스템 및 축소차수 모델의 정확성 및 효율성을 비교하였다. 또한, 시스템 행렬 추출, 크리로프 부공간의 기저 벡터로 구성되는 변환행렬 생성 및 축소차수모델 생성 그리고 이를 바탕으로 과도응답해석을 하는 절차를 수립하여 상용 유한요소 프로그램인 ANSYS Workbench ACT를 통해 과도응답해석 과정 자동화를 구현하여 그 효용성과 효율성을 보였다.

Abstract

In general, several computational resources are required to perform multiple-loading transient response analyses. In this paper, we present the procedure for multiple-loading transient response analysis using the Krylov subspace model order reduction and Newmark’s time integration scheme. We utilized ANSYS MAPDL, Python, and ANSYS ACT to automate the transient response analysis procedure in the ANSYS Workbench environment and studied several engineering numerical examples to demonstrate the feasibility and efficiency of the proposed approach.

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