KR20210034285A

KR20210034285A - Apparatus for automating sesam sub-modeling based on nastran pre-processor

Info

Publication number: KR20210034285A
Application number: KR1020190116034A
Authority: KR
Inventors: 유병문; 박정기; 강호윤; 박종범; 신기영
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-30

Abstract

An apparatus for automating sub-modeling according to the present invention includes: a mother model DB in which files of a mother model for the analysis of finite element sub modeling are stored; a sub model DB in which cutting position information indicating an area of a position for cutting a sub model from the mother model is stored; a sub model generating unit for generating a sub model indicating model boundary information by cutting a part of a mesh of the mother model based on the cutting position information; a sub model correction unit for correcting the sub model for analysis of the generated sub model; a modeling unit for performing modeling for the analysis of the corrected sub model; a sub model mapping unit for mapping the modeled sub model by using load mapping and displacement mapping; and a sub model result unit that creates a pair of FEM file and SIN file through the structural analysis of the mapped sub model, and creates a structural analysis result file by combining the FEM file and the SIN file into one file.

Description

SESAM sub-modeling automation device based on NASTRAN PRE-PROCESSOR {APPARATUS FOR AUTOMATING SESAM SUB-MODELING BASED ON NASTRAN PRE-PROCESSOR}

본 발명은 서브 모델링을 자동화하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SESAM의 구조해석 결과를 기반으로 서브 모델(sub-model)을 자동 생성하고, NASTRAN 기반의 모델링을 활용하여 메시를 수정하며, SESAM으로 서브 모델링 해석을 자동 수행할 수 있는 서브 모델링 자동화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for automating sub-modeling, and more particularly, to automatically generate a sub-model based on the structural analysis result of SESAM, modify a mesh using NASTRAN-based modeling, and It relates to a sub-modeling automation device that can automatically perform sub-modeling analysis.

알려진 바와 같이, 유한요소 해석에서 특정 관심영역을 더 작은 메시(mesh)로 수정하여 재해석 할 필요가 있을 때, 전체 유한요소 모델을 재해석하지 않고 일부분만 재해석하는 것으로도 상세한 결과를 도출하는 서브 모델링(sub-modeling) 기법이 있다.As is known, in finite element analysis, when a specific region of interest needs to be modified and reinterpreted with a smaller mesh, detailed results can be derived by reinterpreting only a part of the finite element model without reinterpreting the entire finite element model. There is a sub-modeling technique.

이러한 서브 모델링 기법은 동일한 물리현상(강도 거동)을 훨씬 더 적은 컴퓨터 계산만으로도 거의 유사한 결과를 도출해 낼 수 있는 기법이다.This sub-modeling technique is a technique that can produce almost similar results with much less computation of the same physical phenomenon (intensity behavior).

따라서, 해석 모델의 크기가 크고 로드 케이스(load case)가 많을수록, 이러한 서브 모델링 기법의 장점이 부각되어 컴퓨터 자원의 사용과 작업시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.Therefore, as the size of the analysis model increases and the number of load cases increases, the advantage of this sub-modeling technique is highlighted, and the use of computer resources and work time can be drastically reduced.

현재, 서브 모델링 해석을 수행하는 상용 유한요소 소프트웨어들은 많이 나와 있으나, 서브 모델링 해석 수행을 위한 절차가 복잡하고 다양한 입력 값들을 요구하고 있다.Currently, there are many commercial finite element software that perform sub-modeling analysis, but the procedure for performing sub-modeling analysis is complex and requires various input values.

서브 모델링 해석을 수행하게 되는 궁극적인 원인은 컴퓨터의 성능이 무한대가 아니기에 거대한 유한요소 모델을 다루는 것이 부담스럽기 때문인데, 많은 서브 모델링 해석을 수행해야 하는 경우에는 서브 모델링 해석의 장점이 줄어들게 되며, 사용자 인터페이스에서의 에러 발생 가능성이 높아지는 문제가 있다.The ultimate reason for performing sub-modeling analysis is that it is burdensome to deal with a huge finite element model because the computer's performance is not infinite. There is a problem that the possibility of error occurrence in the interface increases.

이것은 상용 유한요소 소프트웨어에서 요구하는 절차 및 필요한 입력을 서브 모델링 해석의 개수만큼 반복적으로 수행해야 할 뿐만 아니라 해석 모델의 형상에 대한 이해를 필요로 하기 때문이다.This is because the procedures and necessary inputs required by commercial finite element software must be repeatedly performed as many as the number of sub-modeling analyzes, as well as an understanding of the shape of the analysis model.

한국공개특허 제2015-0072233호(공개일: 2015. 06. 29.)Korean Patent Publication No. 2015-0072233 (Publication date: 2015. 06. 29.)

본 발명은, SESAM의 구조해석 결과를 기반으로 임의의 범위의 서브 모델(sub-model)을 자동 생성하고, NASTRAN 기반의 모델링을 활용하여 메시를 수정할 수 있으며, SESAM으로 서브 모델링 해석을 자동 수행할 수 있는 NASTRAN PRE-PROCESSOR를 기반으로 하는 SESAM 서브 모델링 자동화 장치를 제공하고자 한다.In the present invention, a sub-model of an arbitrary range can be automatically generated based on the structural analysis result of SESAM, the mesh can be modified using NASTRAN-based modeling, and the sub-modeling analysis can be automatically performed with SESAM. We intend to provide a SESAM sub-modeling automation device based on NASTRAN PRE-PROCESSOR that can be used.

본 발명은 서브 모델링 자동화 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a computer program in which a computer program for causing a processor to perform a sub-modeling automation method is stored in a computer-readable recording medium.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following descriptions. will be.

본 발명은, 유한요소 서브 모델링(sub modeling)의 해석을 위한 마더 모델의 파일들이 저장된 마더 모델(mother model) DB와, 상기 마더 모델로부터 서브 모델을 잘라오기 위한 위치의 영역을 나타내는 절단 위치 정보가 저장된 서브 모델(Sub model) DB와, 상기 절단 위치 정보에 의거하여 상기 마더 모델의 메시 일부를 잘라 모델 경계 정보를 나타내는 서브 모델을 생성하는 서브 모델 생성부와, 생성된 상기 서브 모델의 해석을 위해 상기 서브 모델을 수정하는 서브 모델 수정부와, 수정된 상기 서브 모델의 해석을 위한 모델링을 수행하는 모델링부와, 하중 맵핑과 변위 맵핑을 이용하여 모델링된 상기 서브 모델을 맵핑시키는 서브 모델 맵핑부와, 맵핑된 상기 서브 모델의 구조 해석을 통해 FEM 파일과 SIN 파일의 쌍을 생성하고, 상기 FEM 파일과 상기 SIN 파일을 하나의 파일로 합쳐 구조 해석 결과 파일을 생성하는 서브 모델 결과부를 포함하는 NASTRAN 기반의 서브 모델링 자동화 장치를 제공할 수 있다.In the present invention, a mother model DB in which files of a mother model for analysis of finite element sub-modeling are stored, and cutting position information indicating an area of a location for cutting a sub-model from the mother model are provided. A sub-model generator for generating a sub-model representing model boundary information by cutting a part of the mesh of the mother model based on the stored sub-model DB and the cutting position information, and for analysis of the generated sub-model A sub-model modification unit that modifies the sub-model, a modeling unit that performs modeling for analysis of the modified sub-model, and a sub-model mapping unit that maps the sub-model modeled using load mapping and displacement mapping, and , NASTRAN-based including a sub-model result unit generating a pair of FEM file and SIN file through structural analysis of the mapped sub-model, and generating a structure analysis result file by combining the FEM file and the SIN file into one file It can provide a sub-modeling automation device.

본 발명의 상기 절단 위치 정보는, 서브 모델 해석을 수행하고자 하는 대상의 3차원상의 좌표를 바탕으로 직육면체로 구성될 수 있다.The cutting position information of the present invention may be composed of a rectangular parallelepiped based on a three-dimensional coordinate of an object to be subjected to sub-model analysis.

본 발명의 상기 모델 경계 정보는, 잘려지는 절점의 절점 정보와 잘려지는 절단면 정보에 대한 기하학적 데이터를 포함할 수 있다.The model boundary information of the present invention may include node information on a node to be cut and geometric data on information on a cut surface.

본 발명의 상기 서브 모델 수정부는, 상기 서브 모델의 FEM 파일을 수정하고 변환하여 NASTRAN의 프리 프로세서(pre-processor)를 활용할 수 있도록 변환할 수 있다.The sub-model correction unit of the present invention may modify and transform the FEM file of the sub-model to convert it to utilize a pre-processor of NASTRAN.

본 발명의 상기 서브 모델 수정부는, 상기 서브 모델의 요소차수가 NASRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들이지 못하는 형식일 경우, NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들일 수 있는 형식으로 변환시키는 요소차수 변경부와, 상기 서브 모델을 구성하는 FEM 파일 형식과 BDF 파일 형식을 상호 변환시키는 파일 변환부와, 모델링된 상기 서브 모델을 원상 복구시키고, 요소차수 변경 및 파일 변환에 의해 손실되거나 변형된 데이터들을 원래 해석 목적에 부합하도록 보정하는 파일 보정부를 포함할 수 있다.The sub-model correction unit of the present invention includes an element order change unit that converts the sub-model into a format acceptable to the NASTRAN-based pre-processor when the sub-model is in a format that is not accepted by the NASRAN-based pre-processor, and A file conversion unit that converts the constituting FEM file format and the BDF file format to each other, restores the modeled sub-model to its original state, and corrects the data lost or deformed by changing the element order and converting the file to meet the original purpose of analysis. It may include a file correction unit.

본 발명의 상기 서브 모델 맵핑부는, 상기 마더 모델에 작용하는 압력(pressure) 하중을 물리적으로 동등하게 서브 모델에 맵핑시키는 하중 맵핑부와, 상기 마더 모델에 작용하는 변위를 물리적으로 동등하게 서브 모델에 맵핑시키는 변위 맵핑부를 포함할 수 있다.The sub-model mapping unit of the present invention physically equally maps the pressure load acting on the mother model to the sub-model, and the displacement acting on the mother model physically equally to the sub-model. It may include a displacement mapping unit for mapping.

본 발명의 상기 서브 모델 결과부는, SESAM의 SESTRA를 이용하여 맵핑된 상기 서브 모델의 구조 해석을 수행하는 FEM 솔버부와, 상기 SESAM의 PREPOST 소프트웨어를 이용하여 상기 구조 해석 결과 파일을 생성하는 결과 조합부를 포함할 수 있다.The sub-model result unit of the present invention includes a FEM solver unit that performs structural analysis of the sub-model mapped using SESTRA of SESAM, and a result combination unit that generates the structure analysis result file using PREPOST software of SESAM. Can include.

본 발명은, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면, 절단 위치 정보에 의거하여 마더 모델의 메시 일부를 잘라 모델 경계 정보를 나타내는 서브 모델을 생성하는 단계와, 생성된 상기 서브 모델의 해석을 위해 상기 서브 모델을 수정하는 단계와, 수정된 상기 서브 모델의 해석을 위한 모델링을 수행하는 단계와, 하중 맵핑과 변위 맵핑을 이용하여 모델링된 상기 서브 모델을 맵핑시키는 단계와, 맵핑된 상기 서브 모델의 구조 해석을 통해 FEM 파일과 SIN 파일의 쌍을 생성하고, 상기 FEM 파일과 상기 SIN 파일을 하나의 파일로 합쳐 구조 해석 결과 파일을 생성하는 단계를 포함하는 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.The present invention is a computer program stored in a computer-readable recording medium, wherein the computer program, when executed by a processor, cuts a part of the mesh of the mother model based on the cutting position information to generate a sub-model representing model boundary information. And modifying the sub-model for analysis of the generated sub-model, performing modeling for analysis of the modified sub-model, and the sub modeled using load mapping and displacement mapping. Mapping a model, generating a pair of an FEM file and a SIN file through structural analysis of the mapped sub-model, and creating a structure analysis result file by combining the FEM file and the SIN file into one file. It is possible to provide a computer program including instructions for causing the processor to perform the including method.

본 발명의 실시예에 따르면, SESAM의 구조해석 결과를 기반으로 임의의 범위의 서브 모델(sub-model)을 자동 생성하고, NASTRAN 기반의 모델링 소프트웨어를 활용하여 메시를 수정할 수 있으며, SESAM으로 서브 모델링 해석을 자동 수행함으로써, 서브 모델링 해석 수행을 위한 절차를 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 입력 값들을 오류 없이 자동 처리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an arbitrary range of sub-models can be automatically generated based on the structural analysis result of SESAM, and the mesh can be modified using NASTRAN-based modeling software, and sub-modeling with SESAM. By performing the analysis automatically, not only can the procedure for performing the sub-modeling analysis be simplified, but also various input values can be automatically processed without errors.

결론적으로, NASTRAN 사용자가 SESAM에 대한 지식이 전무하다 할지라도, 상세해석을 수행하고자 하는 위치를 입력한 뒤 메시를 수행하는 행위만으로도 SESAM의 서브모델링 해석의 결과를 도출할 수 있다.In conclusion, even if the NASTRAN user has no knowledge of SESAM, it is possible to derive the results of the sub-modeling analysis of SESAM just by entering the location to perform the detailed analysis and then performing the mesh.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NASTRAN 기반의 SESAM 서브 모델링 자동화 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 NASTRAN을 기반으로 하여 SESAM 서브 모델링을 자동화하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram of a NASTRAN-based SESAM sub-modeling automation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a main process of automating SESAM sub-modeling based on NASTRAN according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations will be omitted except when actually necessary in describing the embodiments of the present invention. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NASTRAN 프리 프로세서 기반의 SESAM 서브 모델링 자동화 장치에 대한 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for automating SESAM sub-modeling based on a NASTRAN preprocessor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 서브 모델링 자동화 장치는 마더 모델 DB(102), 서브 모델 DB(104), 서브 모델 생성부(106), 모델 경계 정보 DB(108), 서브 모델 수정부(110), BDF 파일 DB(112), 모델링부(114), 서브 모델 맵핑부(116) 및 서브 모델 결과부(118) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the sub-modeling automation device includes a mother model DB 102, a sub-model DB 104, a sub-model generation unit 106, a model boundary information DB 108, a sub-model revision unit 110, and a BDF. A file DB 112, a modeling unit 114, a sub-model mapping unit 116, and a sub-model result unit 118 may be included.

마더 모델(mother model) DB(102)는 유한요소 서브 모델링(sub modeling)의 해석을 위한 입력 파일로서, FEM 파일과 SIN 파일의 1개 이상의 쌍으로 구성될 수 있으며, 이러한 FEM 파일과 SIN 파일은 SESTRA의 입력 및 해석 결과 파일을 각각 의미한다.The mother model DB 102 is an input file for the analysis of finite element sub-modeling, and may be composed of one or more pairs of a FEM file and a SIN file. These FEM files and SIN files are It means the input and analysis result files of SESTRA, respectively.

여기에서, 마더 모델은, 예컨대 서브 모델링 해석의 관점에서 볼 때 전체 유한요소 모델을 의미할 수 있으며, SESTRA는 DNV-GL 선급에서 개발한 SESAM 패키지(package)에 포함되어 있는 유한요소 해석 솔버(solver)를 의미한다.Here, the mother model can mean the entire finite element model from the perspective of sub-modeling analysis, for example, and SESTRA is a finite element solver included in the SESAM package developed by DNV-GL classification. Means ).

SIN 파일은 FEM 파일을 SESTRA를 통하여 솔빙(solving)을 수행하면 나오게 되는 결과 파일, 즉 유한요소 해석의 결과물인 변위(Displacement), 응력(Stress), 변형률(Strain) 등이 저장된 이진 파일을 의미한다.The SIN file is a result file that is generated when solving the FEM file through SESTRA, that is, a binary file in which displacement, stress, strain, etc., which are the results of finite element analysis, are stored. .

BDF 파일은 NASTRAN 솔버의 입력 파일을 의미하는 것이며, NASTRAN는, 예컨대 나사(NASA)에서 개발을 주도하여 제작한 유한요소 해석 솔버를 의미할 수 있다.The BDF file refers to an input file of the NASTRAN solver, and NASTRAN may refer to a finite element analysis solver produced by leading development by, for example, NASA.

그리고, 동일한 메시(mesh)를 가진 FEM 파일과 SIN 파일에 대해서는 여러 개의 파일들을 동시에 입력(input) 파일로 사용할 수 있다.And, for FEM files and SIN files having the same mesh, several files can be used as input files at the same time.

서브 모델(Sub model) DB(104)에는 마더 모델로부터 서브 모델을 잘라올 때 어떠한 위치의 영역을 잘라올지에 대한 정보, 즉 절단 위치 정보들이 저장될 수 있다.The sub model DB 104 may store information on a region of a location to be cut when the sub model is cut from the mother model, that is, cutting location information.

여기에서, 절단 위치 정보들은 서브 모델 해석을 수행하고자 하는 대상의 3차원상의 좌표를 바탕으로 사용자 인터페이스를 통해 제공(입력)받을 수 있는데, 예컨대 잘라올 모델의 범위를 3차원의 직육면체가 되도록 입력받을 수 있다.Here, the cutting position information can be provided (input) through the user interface based on the three-dimensional coordinates of the target to be analyzed for the sub-model. For example, the range of the model to be cut can be input to become a three-dimensional rectangular parallelepiped. I can.

서브 모델 생성부(106)는 파일 파싱부(1062)와 모델 절단부(1064)를 포함할 수 있는데, 파일 파싱부(1062)는 마더 모델 DB(102)로부터 텍스트로 이루어진 마더 모델의 FEM 파일을 읽어 메모리(도시 생략)에 저장시키고, 모델 절단부(1064)는 서브 모델 DB(104)에서 읽어 들인 절단 위치 정보로부터 정의된 직육면체 공간에 속하는 마더 모델의 메시 일부를 잘라 모델 경계 정보(즉, 잘려진 서브 모델의 경계)를 생성하는 등의 기능을 수행할 수 있다.The sub-model generation unit 106 may include a file parsing unit 1062 and a model cutting unit 1064, and the file parsing unit 1062 reads the FEM file of the mother model composed of text from the mother model DB 102. It is stored in a memory (not shown), and the model cutting unit 1064 cuts a part of the mesh of the mother model belonging to the rectangular parallelepiped space defined from the cutting position information read from the sub-model DB 104 and cuts the model boundary information (that is, the cut sub-model). It can perform functions such as creating a boundary).

여기에서, 모델 경계 정보는, 잘려지는 절점의 절점 정보와 잘려지는 절단면 정보에 대한 기하학적 데이터를 모두 포함할 수 있는 것으로, 이러한 기하학적 데이터 파일은 모델 경계 정보 DB(108)에 저장될 수 있다.Here, the model boundary information may include both node information of a node to be cut and geometric data about information on a cut surface, and such a geometric data file may be stored in the model boundary information DB 108.

서브 모델 수정부(110)는 잘려진 서브 모델(모델 경계 정보)의 해석하기 위하여 서브 모델을 수정할 수 있는데, 이를 위해 서브 모델 수정부(110)는 요소차수 변경부(1102), 파일 변환부(1104), 파일 보정부(1106) 및 검증부(1108) 등을 포함할 수 있다.The sub-model correction unit 110 may modify the sub-model to analyze the truncated sub-model (model boundary information). To this end, the sub-model correction unit 110 includes an element order change unit 1102 and a file conversion unit 1104. ), a file correction unit 1106, a verification unit 1108, and the like.

즉, 서브 모델 수정부(110)는 SESTRA의 FEM 파일을 수정하고 변환하여 NASTRAN의 프리 프로세서(pre-processor)를 활용할 수 있도록 변환하는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 서브 모델 수정부(110)는 NASTRAN의 프리 프로세서를 활용하여 수정된 BDF 파일을 다시 SESAM의 FEM파일로 변환하고 수정하는 기능을 제공할 수 있다.That is, the sub-model modification unit 110 may provide a function of modifying and converting the FEM file of SESTRA to utilize a pre-processor of NASTRAN. In addition, the sub-model modification unit 110 may provide a function of converting and modifying the modified BDF file back to the SESAM FEM file using the NASTRAN preprocessor.

요소차수 변경부(1102)는 FEM 파일의 요소의 차수(element order)가 NASRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들이지 못하는 형식일 경우, NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들일 수 있는 형식으로 상호 변환을 시켜주는 등의 기능을 제공할 수 있다.When the element order of the FEM file is in a format that is not accepted by the NASRAN-based preprocessor, the element order change unit 1102 performs a function of mutual conversion into a format that can be accepted by the NASTRAN-based preprocessor. Can provide.

예컨데, 요소차수 변경부(1102)는 FEM 파일에서 한 요소당 절점이 8개인 쉘요소인 경우, 요소당 절점이 4개인 요소로 변환을 수행하여 NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 메싱(meshing) 작업을 수행 가능하게 한 뒤, 메싱이 끝난 4절점 요소를 가진 BDF 파일을 다시 8절점 요소를 가진 FEM 파일로 변환시키는 과정을 수행한다.For example, if the element order change unit 1102 is a shell element with 8 nodes per element in the FEM file, it is possible to perform a meshing operation in a NASTRAN-based preprocessor by converting into an element with 4 nodes per element. After the meshing is completed, the process of converting the BDF file with the 4-node element to the FEM file with the 8-node element is performed.

파일 변환부(1104)는 FEM 파일 형식과 BDF 파일 형식을 상호 변환시키는 등의 기능을 제공할 수 있는데, DNV SESAM의 SESAM CONVERTER 프로그램을 호출하는 형태로 구성될 수 있으며, 여기에서 생성되는 BDF 파일은 NASTRAN 프리 프로세서에서 활용 가능한 파일이다.The file conversion unit 1104 may provide functions such as converting the FEM file format and the BDF file format to each other, and may be configured in the form of calling the SESAM CONVERTER program of DNV SESAM, and the BDF file generated here This file can be used in the NASTRAN preprocessor.

여기에서, SESAM CONVERTER는 DNV-GL 선급에서 개발한 SESAM 패키지(package)에 포함되어 있는 FEM 파일과 BDF 파일을 서로 상호 변환할 수 있는 기능을 수행하는 알고리즘(소프트웨어)이다.Here, SESAM CONVERTER is an algorithm (software) that performs the function of mutually converting the FEM file and BDF file included in the SESAM package developed by DNV-GL Classification.

파일 보정부(1106)는 마더 모델을 단 한번의 서브 모델 메시 수정만으로도 전체 마더 모델 쌍에 적용 가능하게 하기 위하여 작업에 방해되는 하중과 같은 불필요한 데이터를 제거하고, 작업에 도움되는 모델 경계 정보 등을 임의 제공한 뒤 모델링부(114)의 작업이 끝나면 원상복구 시키는 등의 기능을 제공할 수 있다.The file correction unit 1106 removes unnecessary data such as loads interfering with the work in order to apply the mother model to the entire mother model pair with only one sub-model mesh modification, and collects model boundary information useful for the work. After providing the arbitrary, when the work of the modeling unit 114 is finished, a function such as restoring the original state may be provided.

또한, 파일 보정부(1106)는 파일 변환부(1104) 및 요소 차수 변경부(1102)에서 발생할 수 있는 손실되거나 변형되는 데이터들을 원래 해석 목적에 부합하도록 보정해 주는 등의 기능을 제공할 수 있다.In addition, the file correction unit 1106 may provide a function of correcting lost or deformed data that may occur in the file conversion unit 1104 and the element order change unit 1102 to meet the original purpose of analysis. .

모델링부(114)는 BDF 파일 DB(112)에 저장된 BDF 파일에 대해 서브 모델 해석을 위한 모델링을 수행, 예컨대 SVD FEGate, MSC Patran, KR HullScan 등의 NASTRAN의 프리 프로세서로 자동 연결되어 BDF 파일을 수정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.The modeling unit 114 performs modeling for sub-model analysis on the BDF file stored in the BDF file DB 112, and is automatically connected to a NASTRAN preprocessor such as SVD FEGate, MSC Patran, and KR HullScan to modify the BDF file. It can provide functions such as doing.

서브 모델 맵핑부(116)는 서브 모델 맵핑을 수행할 수 있는 것으로, 이를 위해 하중 맵핑부(1162)와 변위 맵핑부(1164) 등을 포함할 수 있는데, 하중 맵핑부(1162)는 마더 모델과 동등한 물리적인 환경을 서브 모델에 맵핑(구현)하는 기능 등을 포함한다. 예컨데, 마더 모델에 작용하는 압력(pressure) 하중을 물리적으로 동등하게 서브 모델에 맵핑시키는 과정 등이 제공된다.The sub-model mapping unit 116 is capable of performing sub-model mapping, and may include a load mapping unit 1162 and a displacement mapping unit 1164 for this purpose. It includes the function of mapping (implementing) an equivalent physical environment to a sub-model. For example, a process of mapping the pressure load acting on the mother model to the sub-model physically equally is provided.

변위 맵핑부(1164)는, 예컨대 SESAM의 SUBMOD 알고리즘(소프트웨어)을 이용하여 변위 맵핑, 즉 마더 모델에 작용하는 변위를 물리적으로 동등하게 서브 모델에 맵핑시키는 등의 기능을 수행할 수 있다. 여기에서, SUBMOD 소프트웨어의 구동을 위해 필요한 서브 모델 절단면의 절점 정보들은 전술한 서브 모델 DB(104)로부터 획득할 수 있다.The displacement mapping unit 1164 may perform a function of displacement mapping, that is, mapping a displacement acting on a mother model to a sub-model physically equally using SESAM's SUBMOD algorithm (software). Here, node information of the sub-model cut surface required for driving the SUBMOD software may be obtained from the sub-model DB 104 described above.

서브 모델 결과부(118)는 서브 모델 해석을 수행할 수 있는 것으로, 이를 위해 FEM 솔버부(1182)와 결과 조합부(1184)를 포함할 수 있는데, FEM 솔버부(1182)는, 예컨대 SESAM의 SESTRA를 자동으로 호출하는 등의 기능을 제공할 수 있다.The sub-model result unit 118 is capable of performing sub-model analysis, and may include an FEM solver unit 1182 and a result combination unit 1184 for this purpose. The FEM solver unit 1182 is, for example, SESAM Functions such as automatically calling SESTRA can be provided.

결과 조합부(1184)는 FEM 솔버부(1182)에서의 구조 해석을 통해 얻어진 FEM 파일과 SIN 파일의 쌍이 다수 개일 경우 하나의 결과 파일로 합침으로써, 하나의 구조 해석 결과 파일을 생성하는 등의 기능을 제공할 수 있는 데, 이를 위해 결과 조합부(1184)는, 예컨대 SESAM의 PREPOST 소프트웨어를 이용할 수 있다.The result combination unit 1184 creates a single result file by combining the FEM file and the SIN file obtained through structural analysis in the FEM solver unit 1182 into a single result file. For this purpose, the result combination unit 1184 may use, for example, SESAM's PREPOST software.

여기에서, PREPOST는 DNV-GL 선급에서 개발한 SESAM 패키지에 포함되어 있는 SESTRA 결과 파일들의 조합 및 변환 등의 작업을 수행하는 소프트웨어를 의미할 수 있다.Here, PREPOST may mean software that performs tasks such as combining and converting SESTRA result files included in the SESAM package developed by DNV-GL classification.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 NASTRAN을 기반으로 하여 SESAM 서브 모델링을 자동화하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a main process of automating SESAM sub-modeling based on NASTRAN according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 사용자 인터페이스를 통해 유한요소 서브 모델링의 해석을 위한 입력 파일이 마더 모델 DB(102)에 입력되고, 마더 모델로부터 서브 모델을 잘라올 때 어떠한 위치의 영역을 잘라올지에 대한 정보, 즉 절단 위치 정보들이 서브 모델 DB(104)에 입력된다(단계 202).Referring to FIG. 2, an input file for analysis of finite element sub-modeling is input to the mother model DB 102 through a user interface, and information on the location of the area to be cut when the sub-model is cut from the mother model. That is, cutting position information is input to the sub-model DB 104 (step 202).

여기에서, 입력 파일은 FEM 파일과 SIN 파일의 1개 이상의 쌍으로 구성될 수 있으며, FEM 파일과 SIN 파일은 SESTRA의 입력 및 해석 결과 파일을 각각 의미한다. 그리고, 마더 모델은, 예컨대 서브 모델링 해석의 관점에서 볼 때 전체 유한요소 모델을 의미한다.Here, the input file may be composed of one or more pairs of the FEM file and the SIN file, and the FEM file and the SIN file refer to the input and analysis result files of SESTRA, respectively. And, the mother model refers to the entire finite element model from the perspective of, for example, sub-modeling analysis.

또한, 절단 위치 정보들은 서브 모델 해석을 수행하고자 하는 대상의 3차원상의 좌표를 바탕으로 사용자 인터페이스를 통해 제공(입력)받을 수 있는데, 예컨대 잘라올 모델의 범위를 3차원의 직육면체가 되도록 입력받을 수 있다.In addition, the cutting position information can be provided (input) through the user interface based on the three-dimensional coordinates of the object to be analyzed for the sub-model, for example, the range of the model to be cut can be input to become a three-dimensional rectangular parallelepiped. have.

파일 파싱부(1062)에서는 마더 모델 DB(102)로부터 텍스트로 이루어진 마더 모델의 FEM 파일을 읽어 메모리(도시 생략)에 저장하고, 모델 절단부(1064)에서는 서브 모델 DB(104)에서 읽어 들인 절단 위치 정보로부터 정의된 직육면체 공간에 속하는 마더 모델의 메시 일부를 잘라 모델 경계 정보를 생성한 후 모델 경계 정보 DB(108)에 저장한다(단계 204).The file parsing unit 1062 reads the textual FEM file of the mother model from the mother model DB 102 and stores it in a memory (not shown), and the model cutting unit 1064 reads the cut position from the sub-model DB 104 A part of the mesh of the mother model belonging to the rectangular parallelepiped space defined from the information is cut out to generate model boundary information, and then stored in the model boundary information DB 108 (step 204).

여기에서, 모델 경계 정보는, 잘려지는 절점의 절점 정보와 잘려지는 절단면 정보에 대한 기하학적 데이터를 모두 포함할 수 있다.Here, the model boundary information may include both node information of a node to be cut and geometric data about information on a cut surface.

서브 모델 수정부(110) 내의 요소차수 변경부(1102)에서는 FEM 파일의 요소의 차수가 NASRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들이지 못하는 형식일 경우, NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들일 수 있는 형식으로 변환시킨다(단계 206).The element order change unit 1102 in the sub-model correction unit 110 converts the order of the elements of the FEM file into a format that can be accepted by the NASTRAN-based pre-processor (step 206 ).

예컨대, FEM 파일에서 한 요소당 절점이 8개인 쉘요소인 경우, 요소당 절점이 4개인 요소로 변환을 수행하여 NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 메싱 작업을 수행 가능하게 한 뒤, 메싱이 끝난 4절점 요소를 가진 BDF 파일을 다시 8절점 요소를 가진 FEM 파일로 변환을 수행한다.For example, in the case of a shell element with 8 nodes per element in the FEM file, it is possible to perform the meshing operation in the NASTRAN-based preprocessor by performing conversion to an element with 4 nodes per element, and then the 4 node elements after the meshing is completed. Convert the existing BDF file back to the FEM file with 8 node elements.

파일 변환부(1104)에서는 DNV SESAM의 SESAM CONVERTER 프로그램을 이용하여 FEM 파일 형식을 BDF 파일 형식으로 변환한 후 BDF 파일 DB(112)에 저장한다(단계 208). 여기에서, SESAM CONVERTER는 DNV-GL 선급에서 개발한 SESAM 패키지에 포함되어 있는 FEM 파일과 BDF 파일을 서로 상호 변환할 수 있는 기능을 수행하는 알고리즘이다.The file conversion unit 1104 converts the FEM file format into a BDF file format using the DNV SESAM's SESAM CONVERTER program and then stores it in the BDF file DB 112 (step 208). Here, SESAM CONVERTER is an algorithm that performs the function of mutually converting the FEM file and BDF file included in the SESAM package developed by DNV-GL classification.

모델링부(114)에서는 BDF 파일 DB(112)에 저장된 BDF 파일에 대해 서브 모델 해석을 위한 모델링을 수행, 예컨대 SVD FEGate, MSC Patran, KR HullScan 등의 NASTRAN의 프리 프로세서로 자동 연결되어 BDF 파일을 수정한다(단계 210).The modeling unit 114 performs modeling for sub-model analysis on the BDF file stored in the BDF file DB 112, and is automatically connected to a NASTRAN preprocessor such as SVD FEGate, MSC Patran, and KR HullScan to modify the BDF file. Do (step 210).

파일 보정부(1106)에서는 파일 변환부(1104) 및 요소 차수 변경부(1102)에서 발생할 수 있는 손실되거나 변형되는 데이터들을 원래 해석 목적에 부합하도록 보정해 준다(단계 212).The file correction unit 1106 corrects lost or deformed data that may occur in the file conversion unit 1104 and the element order change unit 1102 to meet the original purpose of analysis (step 212).

다시, 파일 변환부(1104)에서는 후술하는 모델링부(114)를 통해 모델링되어 BDF 파일 DB(112)에 저장되어 있는 BDF 파일, 즉 보정된 BDF 파일을 FEM 파일로 변환한다(단계 214).Again, the file conversion unit 1104 converts the BDF file modeled through the modeling unit 114 to be described later and stored in the BDF file DB 112, that is, the corrected BDF file into a FEM file (step 214).

하중 맵핑부(1162)에서는 마더 모델과 동등한 물리적인 환경을 서브 모델에 구현, 즉 마더 모델에 작용하는 압력 하중을 물리적으로 동등하게 서브 모델에 맵핑시킨다(단계 216).In the load mapping unit 1162, a physical environment equivalent to the mother model is implemented in the sub-model, that is, the pressure load acting on the mother model is physically equivalently mapped to the sub-model (step 216).

이후, 요소차수 변경부(1102)에서는, NASTRAN 기반 프리 프로세서에서 받아들일 수 있도록, 하중 맵핑된 서브 모델에 대한 요소차수를 원래의 요소차수로 변경시킨다(단계 218).Thereafter, the element order change unit 1102 changes the element order of the load-mapped sub-model to the original element order so that it can be accepted by the NASTRAN-based preprocessor (step 218).

변위 맵핑부(1164)에서는, 예컨대 SESAM의 SUBMOD 알고리즘을 이용하여 원래의 요소차수로 변경된 서브 모델의 변위를 맵핑시킨다(단계 220). 여기에서, SUBMOD 소프트웨어의 구동을 위해 필요한 서브 모델 절단면의 절점 정보들은 전술한 서브 모델 DB(104)로부터 획득할 수 있다.The displacement mapping unit 1164 maps the displacement of the sub-model changed to the original element order using, for example, SESAM's SUBMOD algorithm (step 220). Here, node information of the sub-model cut surface required for driving the SUBMOD software may be obtained from the sub-model DB 104 described above.

FEM 솔버부(1182)에서는, 예컨대 SESAM의 SESTRA를 이용하여 서브 모델의 해석을 위해 구조 해석을 수행한다(단계 222).The FEM solver unit 1182 performs structural analysis for analysis of a sub-model using, for example, SESTRA of SESAM (step 222).

결과 조합부(1184)에서는 구조 해석을 통해 얻어진 FEM 파일과 SIN 파일의 쌍이 다수 개일 경우 하나의 결과 파일로 합침으로써, 하나의 구조 해석 결과 파일을 생성한다(단계 224). 여기에서, 결과 조합은, 예컨대 SESAM의 PREPOST 소프트웨어가 이용될 수 있다.The result combination unit 1184 generates one structural analysis result file by combining the pair of the FEM file and the SIN file obtained through the structural analysis into one result file (step 224). Here, as the result combination, SESAM's PREPOST software can be used, for example.

한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Meanwhile, combinations of each block of the attached block diagram and each step of the flowchart may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on the processor of a general-purpose computer, special purpose computer or other programmable data processing equipment, the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are shown in each block or flowchart of the block diagram. Each step creates a means to perform the functions described.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can also be stored in a computer-usable or computer-readable memory, etc., which can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a specific manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce an article of manufacture in which the instructions stored in the block diagram contain instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart.

그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.In addition, since computer program instructions can be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, a series of operation steps are performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by a computer, It is also possible for the instructions to perform possible data processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Further, each block or each step may represent a module, segment, or part of code including at least one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). In addition, it should be noted that in some alternative embodiments, functions mentioned in blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order depending on the corresponding function.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes, etc., within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be easy to see that this is possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all technical thoughts within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

102 : 마더 모델 DB
104 : 서브 모델 DB
106 : 서브 모델 생성부
108 : 모델 경계 정보 DB
110 : 서브 모델 수정부
112 : BSF 파일 DB
114 : 모델링부
116 : 서브 모델 맵핑부
118 : 서브 모델 결과부102: Mother model DB
104: sub-model DB
106: sub-model generation unit
108: Model boundary information DB
110: Sub-model revision
112: BSF file DB
114: modeling unit
116: sub-model mapping unit
118: sub-model result section

Claims

A mother model DB in which files of the mother model for the analysis of finite element sub-modeling are stored, and
A sub model DB in which cutting position information indicating an area of a position for cutting a sub model from the mother model is stored,
A sub-model generator for generating a sub-model representing model boundary information by cutting a part of the mesh of the mother model based on the cutting position information,
A sub-model modification unit that modifies the sub-model for analysis of the generated sub-model,
A modeling unit that performs modeling for analysis of the modified sub-model,
A sub-model mapping unit for mapping the sub-model modeled using load mapping and displacement mapping,
Including a sub-model result unit that generates a pair of FEM file and SIN file through structural analysis of the mapped sub-model, and combines the FEM file and the SIN file into one file to generate a structure analysis result file.
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The cutting position information,
Consisting of a rectangular parallelepiped based on the three-dimensional coordinates of the object to be subjected to sub-model analysis.
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The model boundary information,
Includes geometric data on the node information of the cut node and the cut plane information.
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The sub-model correction unit,
The FEM file of the sub-model is modified and converted so that the NASTRAN pre-processor can be used.
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The sub-model correction unit,
An element order change unit that converts the sub-model's element order into a format that can be accepted by the NASTRAN-based pre-processor,
A file conversion unit that converts the FEM file format and the BDF file format constituting the sub-model to each other;
Comprising a file correction unit for restoring the modeled sub-model to its original state and correcting the data lost or deformed by changing the element order and converting the file to meet the original analysis purpose.
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The sub-model mapping unit,
A load mapping unit that physically equally maps the pressure load acting on the mother model to the sub-model,
Including a displacement mapping unit for mapping the displacement acting on the mother model to the sub-model physically equally
Sub-modeling automation device.

The method of claim 1,
The sub-model result unit,
A FEM solver that performs a structural analysis of the sub-model mapped using SESTRA of SESAM,
Including a result combination unit for generating the structure analysis result file using the PREPOST software of the SESAM
Sub-modeling automation device.

As a computer program stored in a computer-readable recording medium,
When the computer program is executed by a processor,
The step of creating a sub-model representing model boundary information by cutting a part of the mesh of the mother model based on the cutting position information,
Modifying the sub-model for analysis of the generated sub-model,
Performing modeling for analysis of the modified sub-model, and
Mapping the modeled sub-model using load mapping and displacement mapping, and
The processor includes the step of generating a pair of FEM file and SIN file through structural analysis of the mapped sub-model, and combining the FEM file and the SIN file into one file to generate a structure analysis result file. Containing instructions for causing to perform,
Computer program.