On the Implementation of PDE Solver using Finite Element Method in CEMTool

CEMTool에서 유한요소법을 이용한 PDE Solver구현에 관하여

유한요소법(FEM)은 많은 공학문제를 해결하는 가장 중요한 방법 중 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 자동제어 및 신호처리 문제해결에 효율적이며 강력한 수치해석 패키지인 CEMTool환경에서 유한요소법을 이용하여 일반적인 편미분방정식 Solver 구현에 관한사항을 논의하고자 한다. 기본적으로 영역정보 및 노드수 등의 정보를 입력받아 각 노드의 정보를 출력하는 Mesh함수를 구현하며, 생성된 요소방정식들을 조립하는 Assemble함수를 작성한 뒤, Boundary함수를 통해 경계조건을 적용시킨 후 선형행렬 방정식을 풀어 전체노드의 값을 찾아내는 Solve함수를 구현하는 과정을 알아본다. 구현된 FEM Solver의 전체적인 구조를 통해 구현시 고려해야 할 사항을 논의하며 기본적인 편미분방정식의 예제를 통해 FEM PDE Solver의 동작과정을 검증할 것이다.