부분적 강성변화에 따른 효율적 부분 재해석 알고리즘
An Efficient Partial Reanalysis Algorithm for the Locally Changed Structures
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초록
본 연구에서는 부분적 강성 변경이 연속적으로 필요한 경우, 전체 구조물을 재해석하지 않고도 관심을 두고 있는 변위와 부재력을 실시간 응답 수준에서 재계산할 수 있는 “적응형 부구조물화를 이용한 부분 재해석 알고리즘”을 제안한다. PRAS 알고리즘의 핵심 개념은, 1) 대상 구조물을 강성변경부분과 강성고정부분으로 구분하고, 2) 강성고정부분을 강성변경부재들이 연결된 잔류자유도만을 갖는 부구조물로 응축한 후, 3) 강성변경부재들과 강성고정부분 부구조물의 결합으로 전체 구조물을 모델링함으로써, 최종 평형방정식의 잔류자유도수를 줄이는 데에 있다. 이 때 강성고정부분의 부구조물화 과정에서 본 연구에서 제시하는 또 하나의 알고리즘인 “적응형 부구조물화 알고리즘”을 적용하여 일단 초기 해석이 완료된 후에는 잔류자유도 구성이 달라질 때 다시 부구조물화에 소요되는 계산량을 최소화하였다.
Abstract
This paper presents an efficient reanalysis algorithm, named PRAS (Partial Reanalysis algorithm using Adaptable Substructuring), for the partially changed structures. The algorithm recalculates directly any displacement or member force under consideration in real time without a full reanalysis in spite of local changes in member stiffness or connectivity. The key procedures consists of 1) partitioning the whole structure into the changed part and the unchanged part, 2) condensing the internal degrees of freedom and forming the unchanged part substructure, 3) assembling and solving the new stiffness matrix from the unchanged part substructure and the changed members.
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