Adaptive Mesh Refinement and Multigrid FEM by Error Estimation

오차추정에 의한 순응형요소분할과 다단계 유한요소해석

The optimal mesh refinement has a meaning that error of the every element is within an allowable level and in uniformly distributed. The adaptive mesh generation may be required to achieve the optimal mesh generation. For the purpose of optimal mesh generation, an error estimation and an adaptive mesh refinement are required. Using the adaptive mesh generation the second finite element analysis is performed with the result of the first analysis. In the process the error estimation is required. In this study the adaptive mesh generation program for triangular element is developed, and for a posteriori error estimation the stress projection approach is considered. It has been found the multigrid technique, where the error estimation and the mesh generation are combined in multi-step of analysis, may be used efficiently in the finite element analysis.

최적의 유한요소분할은 모든요소의 해석오차가 허용수준이내에 들고 균일하도록 함을 의미한다. 이러한 유한요소분할은 구조해석을 효율적으로 수행하기 위하여 필요하다. 최적요소분할을 위해서는 오차추정과 그 결과를 고려하여 요소분할을 수행할 수 있는 순응형 요소생성기법이 요구된다. 이러한 과정의 유한요소해석은 초기의 해석결과의 정보로 부터 해석오차를 추정하고 순응형 유한요소를 생성하여 다음단계의 유한요소해석을 효율적으로 수행 가능하게 한다. 본 연구에서는 유한요소해석 오차추정과 이를 다음 단계의 유한요소해석에 적응하는 다단계 유한요소해석기법 개발을 위한 기초연구를 수행하였다. 본 연구의 순응형 유한요소분할에는 삼각형요소를 사용하였고 해석 후 오차추정에는 응력투영법을 사용하였다. 또한 오차추정, 요소분할과 유한요소해석을 효율적으로 수행하는 다단계기법의 알고리즘을 제안하였다.