Degree-of-Freedom-Based Reduction Method for Modal Analysis of Repeated Structure

반복 구조물의 모드 해석을 위한 효과적인 자유도 기반 축소 기법

Despite the development of computational resources, the need to analyze models is increasing. The size of model has been increased to analyze the entire structure more accurately and precisely. As the analysis model becomes larger and more complex, the computation time increases exponentially. Various industries use many structures that have repeated patterns. We focus on these structures with repeated patterns and propose a dynamic analysis method to efficiently calculate these repeated structures. To devise an efficient method for repeated structures, the substructuring scheme and the degree of freedom-based reduction method are used in this study. We modify the existing reduction method in consideration of the characteristics of the repeating structure. In the proposed method, the entire structure was expressed as a combination of substructures, where each substructure was represented as an unit cell of repeated structures. The substructures were condensed and assembled using the substructuring scheme and the modified condensation method. Finally, numerical examples were demonstrated to verify the efficiency and accuracy of proposed method.

본 논문에서는 자유도 기반 축소법과 부구조 기법을 적용한 반복 구조물의 효율적인 해석 기법을 소개한다. 기본 구조 반복된다는 특이성을 이용해 계산 방식을 개선하였다. 기본 구조를 하나의 부구조로 가정하고 IRS 기법을 통해 행렬을 축소하였고 부구조들의 결합 위치에 따라 축소된 행렬을 배치하여 계산하였다. 이 과정에서 행렬의 크기가 크게 줄어들어 계산 시간이 감소하고 그와 동시에 해석에 필요한 메모리의 용량이 줄어든다. 행렬 축소에 Guyan 축소법이 아닌 IRS기법을 사용하였기 때문에 추가적인 반복 계산 작업없이도 정확도가 유지된다. 개선된 방식은 수치 예제인 십자가 모양의 기본 구조를 통해 검증되었다.