Pre/Post processor for structural analysis simulation integration with open source solver (Calculix, Code_Aster)

Structural analysis is used not only for large enterprises, but also for small and medium sized ones, as a necessary procedure for strengthening the certification process for product delivery and shortening the time in the process from concept design to detailed design. Open-source solvers that can be used atlow cost differ from commercial solvers. If there is a problem with the input data, such as with the grid, errors or failures can occur in the calculation step. In this paper, we propose a pre- and post-processor that can be easily applied to the analysis of mechanical structural problems by using the existing structural analysis open source solver (Caculix, Code_Aster). In particular, we propose algorithms for analyzing different types of data using open source solvers in order to extract and generate accurate information,such as 3D models, grids and simulation conditions, and develop and apply information analysis. In addition, to improve the accuracy of open source solvers and to prevent errors, we created a grid that matches the solver characteristics and developed an automatic healing function for the grid model. Finally, to verify the accuracy of the system, the verification and utilization results are compared with the software used.

오픈소스 솔버(Calculix, Code_Aster)를 통합한 구조해석 시뮬레이션 전·후처리기 개발

구조해석은 대기업뿐 만 아니라 중소 중견기업에서도 제품 납품을 위한 인증절차의 강화 및 개념설계에서 상세설계로 진행되는 프로세스에서의 시간 단축을 위해 시험과 함께 필수 절차로 활용되고 있다. 적은 비용으로 활용이 가능한 오픈소스 솔버는 자동으로 전처리 데이터를 생성해주는 상용 솔버와 다르게 격자와 같은 입력데이터가 문제가 있을 경우 계산단계에서 오류나 실패하는 경우가 빈번하게 발생할 수 있기 때문에 비 전문가가 활용하기가 어렵다. 본 논문에서는 기존의 구조해석 오픈소스 솔버(Caculix, Code_Aster)를 이용하여 사용자가 손쉽게 기계적 구조 문제의 분석에 활용이 가능한 전 후 처리기를 개발하였다. 특히, 3D 모델, 격자, 시뮬레이션 조건, 결과 정보 분석 등의 각 단계에서 오픈소스 솔버에 따라서 상이한 형태의 데이터를 분석하고 그에 맞는 정확한 정보를 추출 및 생성하는 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 또한, 오픈소스 솔버의 계산 정확도를 높이고 오류를 방지하기 위하여 솔버 특성에 맞는 격자를 생성해주고 격자 모델의 자동 힐링 기능을 개발하였다. 마지막으로 해당 시스템의 정확성을 검증하기 위하여 사용소프트웨어와 비교한 검증 결과와 활용 결과를 설명한다.