KR20150072233A - 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BV Class의 3차원 홀드 모델링을 위해 나스트란의 파일 형식과 BV STEEL의 파일 형식을 상호 변환하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치는 나스트란(NASTRAN)의 파일 형식을 BV STEEL의 파일 형식으로 변환하는 제1 변환부; 상기 BV STEEL의 파일 형식을 상기 나스트란의 파일 형식으로 변환하는 제2 변환부; 및 상기 제1 변환부 및 상기 제2 변환부의 변환 결과를 토대로 홀드(Hold) 해석을 수행하는 해석부;를 포함한다.

Description

선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치{FILE CONVERTING DEVICE OF SHIP STRUCTURE DESIGN PROGRAM}

본 발명은 선박의 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 BV Class의 3차원 홀드 모델링을 위해 나스트란의 파일 형식과 BV STEEL의 파일 형식을 상호 변환하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 발달로 인해 기계 부품이나 장비의 설계시 CAE(Computer Aided Engineering)을 이용하여 해석 결과를 설계에 반영하는 것이 일반화되었으며, 제품의 수명 주기가 짧아지고 점점 더 효율적인 설계가 요구됨에 따라 빠른 설계 시점에 해석 결과를 얻어내려는 노력이 이루어지고 있다. 선박 상세 설계의 경우에도 과거 수행되었던 설계를 검증하기 위한 해석에서 벗어나 다양한 해석 결과를 실제 모델을 컴퓨터에 이상화한 모델로 바꾸어 주는 해석 모델링 과정의 시간이 줄어야한다. CAD(Computer Aided Design) 기술의 발달로 인해 제품 설계와 생산 과정에 CAD 시스템이 적극 도입되면서 해석 업무가 진행되기 이전 시점에 해석 모델을 생성하는 데 있어 충분한 정보를 가진 CAD 모델이 존재하는 경우가 많아지고 있다. 선박 설계의 경우에도 CAD 시스템의 확대 적용으로 종래에는 CAD 모델이 존재하지 않던 상세 설계 시점에 CAD 모델이 존재하게 되었다. 이와 더불어 전산 기하학(Computational Geometry)의 발달로 인하여 한국공개번호 2006-0027477에 개시된 바와 같이 어떤 임의의 형상에 대하여 자동 혹은 반자동으로 요소를 생성하는 알고리즘 및 기술이 비약적으로 발전하였다.

이를 토대로 최근에는 BV Class의 프로그램인 'STEELWINS'를 이용하여 모델링 작업을 수행하고 있다. 그러나, 'STEELWINS'로 해석 모델링을 하는 시간은 Hold Area단위로 약 한 달이 소요되고 FE 모델로 Hold 해석 수행 시 수시로 위치가 바뀌는 의장 Hole의 구조적인 검사가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, BV Class의 3차원 홀드 모델링을 위해 나스트란의 파일 형식과 BV STEEL의 파일 형식을 상호 변환함으로써, 홀드 모델링의 시간을 단축시키는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 수시로 바뀌는 구조 및 의장 Hole에 대해 실시간으로 구조적 검증이 가능한 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치는 나스트란(NASTRAN)의 파일 형식을 BV STEEL의 파일 형식으로 변환하는 제1 변환부; 상기 BV STEEL의 파일 형식을 상기 나스트란의 파일 형식으로 변환하는 제2 변환부; 및 상기 제1 변환부 및 상기 제2 변환부의 변환 결과를 토대로 홀드(Hold) 해석을 수행하는 해석부;를 포함한다.

또한, 상기 제1 변환부는 상기 나스트란의 파일에 상기 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1 변환부는 상기 나스트란의 파일에 상기 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해석부는 파트란(PATRAN)을 이용하여 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나스트란은 BDF 파일 형식으로 구성되고, 상기 BV STEEL은 STW 파일 형식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치는 나스트란의 파일 형식과 BV STEEL의 파일 형식을 상호 변환함으로써, BV Class의 3차원 홀드 모델링의 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수시로 바뀌는 구조 및 의장 Hole에 대해 실시간으로 구조적 검증이 가능하고 나스트란과 'STEELWINS'의 변환 결과를 비교하고 검증함으로써, BV Class의 3차원 홀드 모델링의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치의 프로그램 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 채용되는 나스트란(NASTRAN)의 파일 형식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 채용되는 BV STEEL의 파일 형식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 채용되는 제1 변환부를 통해 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 변환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 채용되는 제1 변환부를 통해 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 채용되는 해석부를 통해 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치의 프로그램 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치(100)는 크게 제1 변환부(110), 제2 변환부(120) 및 해석부(130)를 포함한다.

제1 변환부(110)는 나스트란(NASTRAN)의 파일을 BV STEEL의 파일로 변환한다. 이때, 나스트란은 BDF 파일 형식으로 구성되고, BV STEEL은 STW 파일 형식으로 구성된다. 제1 변환부(110)는 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 BV STEEL의 파일로 변환한다. 그리고 제1 변환부(110)는 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환한다.

제2 변환부(120)는 BV STEEL의 파일을 나스트란의 파일로 변환한다.

이와 같이 구성된 제1 변환부 및 제2 변환부는 도 2에 도시된 바와 같은 프로그램으로 표시될 수 있다. 제1 변환부 및 제2 변환부는 비쥬얼 스튜디오 C++ 을 통해 생성될 수 있다.

해석부(130)는 제1 변환부(110) 및 제2 변환부(120)의 변환 결과를 토대로 홀드(Hold) 해석을 수행한다. 해석부(130)는 파트란(PATRAN)을 이용하여 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행한다. 이때. 홀드 해석은 카고(cargo) 홀드 구역의 화물 적재에 따른 구조 강도 평가를 목적으로 하는 구조 해석 방법이다.

도 3은 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 채용되는 나스트란(NASTRAN)의 파일 형식을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치에 채용되는 BV STEEL의 파일 형식을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 나스트란은 선박 또는 항공기의 구조 설계를 위한 수치 해석과 시뮬레이션을 컴퓨터 지원으로 자동화하기 위한 컴퓨터 이용 공학 도구이다. 나스트란은 도면에 도시된 바와 같이 BDF 파일 형식으로 구성되며, A는 속성이 정의된 부분이고, B는 유한요소가 정의된 부분이고, C는 바운더리가 정의된 부분이다.

도 4를 참조하여 설명하면, BV STEEL의 프로그램인 'STEELWINS'를 이용하는 것으로 도면에 도시된 바와 같이 STW 파일 형식으로 구성되며 D는 속성이 정의된 부분이고, E는 유한요소가 정의된 부분이고, F는 바운더리가 정의된 부분이다.

도 5는 본 발명에 채용되는 제1 변환부를 통해 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 변환하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 채용되는 제1 변환부를 통해 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 제1 변환부(110)는 나스트란(NASTRAN)의 파일을 BV STEEL의 파일로 변환하는 역할을 수행한다.

도 5를 참조하여 설명하면, 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 BV STEEL의 파일로 변환한다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 나스트란의 BDF 파일을 BV STEEL의 STW 파일에서 제공하는 노드(Node)를 반영(A 부분), 보 단면(beam section)을 반영(B 부분)하여 STW 파일로 변환한다.

도 6을 참조하여 설명하면, 나스트란의 파일에 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환한다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 나스트란의 BDF 파일을 BV STEEL의 STW 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영(C 부분)하여 STW 파일로 변환한다. 여기서 변환된 값(C' 부분)은 이후 설명되는 도 8의 A 부분에 해당한다.

도 7 및 도 11은 본 발명에 채용되는 해석부를 통해 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 해석부(120)는 파트란(PATRAN)을 이용하여 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행하게 되는데, 파트란은 시뮬레이션의 전, 후 처리기로 사용자 시뮬레이션 과정에 적합하도록 커스터마이징된 모델링 환경을 제공한다.

도 7은 파트란을 통해 보 속성을 입력하는 과정이고, 도 8은 파트란을 통해 분포 하중(Distributed load)을 입력하는 과정이고, 도 9는 파트란을 통해 물리력(Force)을 입력하는 과정이고, 도 10은 파트란을 통해 자중(self weight)를 입력하는 과정으로 A 부분은 앞서 설명한 도 6에서 BV STEEL의 STW 파일로 변환된 값이다. 그리고 도 11은 파트란을 통해 하중 조합을 입력하는 과정이다. 이를 통해, 홀드 해석 및 3차원 모델링을 수행하게 된다.

이처럼, 본 발명에 의한 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치는 나스트란의 파일 형식과 BV STEEL의 파일 형식을 상호 변환함으로써, BV Class의 3차원 홀드 모델링의 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 수시로 바뀌는 구조 및 의장 Hole에 대해 실시간으로 구조적 검증이 가능하고 나스트란과 'STEELWINS'의 변환 결과를 비교하고 검증함으로써, BV Class의 3차원 홀드 모델링의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100 : 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치
110 : 제1 변환부 120 : 제2 변환부
130 : 해석부

Claims (5)

1. 나스트란(NASTRAN)의 파일을 BV STEEL의 파일로 변환하는 제1 변환부;
   상기 BV STEEL의 파일을 상기 나스트란의 파일로 변환하는 제2 변환부; 및
   상기 제1 변환부 및 상기 제2 변환부의 변환 결과를 토대로 홀드(Hold) 해석을 수행하는 해석부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 변환부는 상기 나스트란의 파일에 상기 BV STEEL의 파일에서 제공하는 보 단면(beam section)을 반영하여 변환하는 것을 특징으로 하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 변환부는 상기 나스트란의 파일에 상기 BV STEEL의 파일에서 제공하는 하중 조합(loading combination)을 반영하여 변환하는 것을 특징으로 하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 해석부는 파트란(PATRAN)을 이용하여 홀드(Hold) 해석 및 3차원 모델링을 수행하는 것을 특징으로 하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 나스트란은 BDF 파일 형식으로 구성되고, 상기 BV STEEL은 STW 파일 형식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 구조 설계 프로그램의 파일 변환 장치.
   
   
   

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