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개별요소법을 이용한 삼각망 생성기법 개발
학술지명 대한토목학회 저자 김남형,윤현철,허영택
발표일 2009-10-21

수치해석을 수행할 경우 해석영역의 특성에 따라 적절히 요소를 배치하여 모의하는 것이 필요하다.
해석영역을 삼각형 격자망으로 분할할 경우 격자의 형태는 정삼각형에 가깝게 하여 계산 정확도를 높이고, 대상영역에 분할된 격자의 총 개수를 최소화 함으로서 계산 수행시간을 단축시킬 수 있도록 적절한 크기의 요소를 배치할 필요가 있다. 특히 파랑을 대상으로 수치모의 할 경우, 1파장을 몇 개의 요소로 분할하느냐에 따른 파장당 요소비가 이용되었다. 통상 파랑 해석에서 파장당 요소비는 약 12이상이 바람직한 것으로 인식되고 있다(Kim and Hur, 2003). 그러나 복잡한 형상을 가지는 해석영역에 대해서는 격자의 형상을 고려하면서 파장당 요소비를 만족하는 격자망을 작성하기란 매우 어려운 작업이다. 최근까지 수치모의를 위한 최적의 삼각망 작성기법에 대해 국내 및 해외의 수많은 연구자들에 의해 많은 연구가 수행되었다(김 등, 2000).
기존의 자동요소법은 우수한 격자 품질을 얻거나 수심지형이 복잡한 해안에서 수심을 보간 하는데 매우 어려운 점이 있다. 이런 부분을 보완하기 위하여 개발한 입자를 이용한 격자생성방법은 외부경계와 내부절점들을 절점이 아닌 입자간의 반발력과 인장력을 통한 spring and dashpot system와 같은 개념을 적용하여 절점위치를 제어하여 보다 좋은 질의 격자를 얻을 수 있다. 그리고 수심에 따른 차등분할이 가능하며 Laplace보간을 함으로써 보다 우수한 삼각형 격자 품질과 수심이 실제 지형에 가깝게 표현할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 수심에 따른 파장당 요소비를 만족할 수 있도록 절점 배치를 선행하고, Delaunay 삼각기법을 이용하여 절점을 연결하여 삼각형 격자를 생성한 후에 Laplace 보간을 수행하고 최종적으로 얻어진 격자망에 지형을 보간 함으로서 대상영역의 형상과 지형을 고려한 삼각망 자동생성기법을 개발하였다.

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