비공유 Node를 이용한 대구경 거울의 효율적인 유한요소 모델링
Effective Finite Element Modeling for a Large Mirror System Using Separated Node Connectivity
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초록
대구경 거울과 이를 지지하는 flexure로 구성된 반사경 시스템의 최적화를 위하여 수행하는 유한요소 해석은 주어진 설계 조건을 만족하기 위하여 수많은 반복적인 계산과 실제 모델의 수정 작업이 필수적이다. 일반적으로 실제 모델의 수정은 node의 재설정과 새로이 구성된 각 부품의 경계면에서 node의 연속성을 맞추는 작업에 많은 시간이 소요되며 이는 유한요소 해석에 소요되는 시간 결정에 매우 중요한 요소가 된다. 모델링과 계산에 소요되는 시간을 절약하기 위하여 각 광학적 구성요소의 경계면에서비공유 node 연결을 활용하는 새로운 광기계 해석을 제안하고자 한다. 새 모델링 기법에 의하여 계산된 광기계 해석과 경계면에서의 공유 node를 사용하는 기존의 광기계 해석을 비교하여, 계산에 의하여 얻어진 광기계적 성능은 거의 같았고, 주어진 조건에도달하기 위한 계산 시간은 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
Abstract
The finite element analysis for optimizing a mirror system consisting of a large-diameter mirror and flexures requires numerous,repetitive calculations and corrections of the actual model to satisfy the given design conditions. In general, modification of thisreal model is conducted by reconfiguring nodes of the elements. The reconfiguration is very time-consuming work, to fix thecontinuity of each of the newly formed component nodes at the interfaces. But the process is a very important factor indetermining the analysis time. To save time in modeling and actual computation, and to attain faster convergence, we presenta new opto-mechanical analysis using non-shared node connections at each of the interfaces of the optical components. Bycomparing the results between the new element model and a conventional element model with shared node connections, we foundthat the opto-mechanical performance was almost the same, but the time to reach the given condition was drastically reduced.
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