수치해석을 수행할 경우 좀 더 정확한 수치모의를 위하여 해석영역의 특성에 따라 적절하게 요소를 배치하는 것이 필요하다. 본 연구에서 사용한 개별요소법(DEM)은 입자의 마찰력 및 항력을 제외한 반발력과 인장력만을 적용하였다. 초기 쿼드트리(Quad-tree)형식으로 충진된 입자들을 DEM을 이용하여 재배치할 경우 입자의 형상이 원형이기 때문에 입자사이에 존재하는 빈 공간을 최소화 할 수 있다. 결국 입자 중심점의 배치가 정삼각형에 가깝게 되는 특징을 보여준다. 이 재배치된 입자를 대상으로 Delaunay 삼각기법을 이용하여 삼각망을 구성하고, Laplace 보간을 수행하여 격자 품질을 향상시켰다. Laplace 보간 전 후의 형상비(Aspect Ratio: AR)를 비교한 결과 DEM을 이용하여 작성한 격자의 품질도 우수하지만, Laplace보간을 수행한 이후 보다 높은 품질의 격자가 생성되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 기법은 기존의 삼각격자망 생성기법에 비해 다소 계산시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 복잡한 형상과 정확한 지형의 재현을 필요로 하는 파랑 해석용 유한요소 격자망 작성 및 다양한 수치모의 분야에서 그 적용 가능성이 매우 높다고 사료된다.
Presented in the paper is a procedure to reconstruct a triangular mesh from a point cloud. Although, the proposed procedure is based on the well-known Voronoi diagram approach, it introduces a selection method of 'Pole' to improve the quality of resulting mesh. To select the appropriate Poles for high quality of Triangular mesh, the patterns that the Poles affect to the mesh quality are carefully analyzed. It is possible to improve the mesh quality by controlling the selection method of 'Pole' in terms of distance limit. The initial mesh obtained by the proposed procedure may include invalid triangles. To relieve this problem, a slicing method is proposed to remove invalid triangles from the initial mesh. At last, correcting technique of normal vectors of generated mesh is introduced.
A modified Delaunay triangulation technique is tested for complicated computational domain. While a simple geometry. both in topology and geometry, has been well discretized into triangular elements, a complex geometry having difficulty in triangulation had to be divided into small sub-domains of simpler shape. The present study presents a modified Delaunay triangulation method based on the data structure of geometric modeller. This approach greatly enhances the reliability of triangulation, especially in complicated computational domain. We have shown that efficiency of Delaunay triangulation can be much improved by using both the GUI (Graphic User Interface) and OOP (Object-Oriented Programming).
The Delaunay triangulation technique was tested for complicated shapes of computational domain. While a simple geometry, both in topology and in geometry, was discretized well into triangular elements. a complex geometry often failed in triangularization. A complex geometry should be devided into smaller sub-domains whose shape is simple both topologically and geometrically. The present study developed the data structures not only for relationships among neibering elements but also for shape information, and coupled these into the Delaunay triangulation technique. This approach was able to enhance greatly the reliability of triangularization specially in complicated shapes of computational domains. The GUI (Graphic User Interface) and OOP (Object-Oriented Programming) were used in order to develop the user-friendly and efficient computer code.
Delaunay refinement algorithm is a classical method to generate quality triangular meshes when point cloud and/or constrained edges are given in two- or three-dimensional space. It computes the Delaunay triangulation for given points and edges to obtain an initial solution, and update the triangulation by inserting steiner points one by one to get an improved quality triangulation. This process repeats until it satisfies given quality criteria. The efficiency of the algorithm depends on the criteria and point insertion method. In this paper, we propose a method to accelerate the Delaunay refinement algorithm by applying geometric hashing technique called bucketing when inserting a new steiner point so that it can localize necessary computation. We have tested the proposed method with a few types of data sets, and the experimental result shows strong linear time behavior.
A combined procedure for two-dimensional Delaunay mesh generation algorithm and an adaptive remeshing technique with higher-order compressible flow solver is presented. A pseudo-code procedure is described for the adaptive remeshing technique. The flux-difference splitting scheme with a modified multidimensional dissipation for high-speed compressible flow analysis on unstructured meshes is proposed. The scheme eliminates nonphysical flow solutions such as the spurious bump of the carbuncle phenomenon observed from the bow shock of the flow over a blunt body and the oscillation in the odd-even grid perturbation in a straight duct for the Quirk's odd-even decoupling test. The proposed scheme is further extended to achieve higher-order spatial and temporal solution accuracy. The performance of the combined procedure is evaluated on unstructured triangular meshes by solving several steady-state and transient high-speed compressible flow problems.
본 연구에서는 무요소법의 일종인 element-free Galerkin 방법(EFGM)을 이용한 새로운 적응적 해석법을 제안하였다. 이 방법의 핵심은 Delaunay 삼각화에 기초를 둔 적분 격자를 기초로 수치적분과 적응적인 절점의 추가 및 소거를 수행하는 것이다. 이러한 적응적 해석법은 적분격자의 분할이나 이를 위한 추가적인 정보에 대한 관리가 필요 없이 간편하게 적응적 해석을 수행할 수 있다. 또한 균열의 진전과 같은 다단계 적응적 해석에 있어서도 매 해석단계별로 평가된 오차에 기초를 둔 최적 해석모델이 Delaunay 삼각화에 의해 구성되도록 하였다. 이러한 특성은 요소의 구성으로부터 자유로운 무요소법의 장점을 최대한 활용하여 해석모델의 구축을 보다 원활하게 수행할 수 있다. 적응적 해석에 기초가 되는 해석 후 오차평가는 계산된 응력과 투영응력과의 차이를 오차로 추정하는 투영응력법을 이용하였다. 균열진전을 포함하는 2차원예제의 해석을 수행한 결과 제안된 해석법의 타당성과 적용성을 입증할 수 있었다.
A systematic approach to tetrahedral element or mesh generation, based on an advancing-front method and an optimal triangular mesh generation technique on the surface, is presented in this paper. The possible internal nodes are obtained by the octree-decomposition scheme. The initial tetrahedral mesh system is constructed by the advancing-front method and then it is improved by the quality improvement processes including mesh swapping and nodal smoothing. The approach is evaluated by investigating the normalized length, the normalized volume, the dihedral angle and the normalized quality
더욱 정확한 수치 해석이 필요하면 할수록, 해석하고자 하는 구조물 상의 절점과 요소를 적절하게 배치하는 것이 중요하게 된다. 본 연구에서는 천해영역에서 구조적인 이점과 경제성의 두 가지 장점을 가지고 있는 원형 단면의 하부 구조물에 대한 3차원 삼각 Shell 요소 생성기법을 개발하였다. 높이와 형태와 같은 상세한 데이터를 입력하여 제어하는 것에 의해 기초와 타워를 다양한 유한요소 조건에서 고려할 수 있도록 하였다. 또한 기존의 3차원 Delaunay 삼각요소분할법을 사용한 결과의 수치와 비교, 검증하였으며, 현재 제안되어진 기초와 하부구조물에 적용한 요소 분할의 예를 들었다. 본 연구의 결과는 현존하거나 제안되어진 풍력 터빈의 기초부와 타워의 제원에 대해 다양하게 적용될 수 있을 것이라 사료된다.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제6권2호
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pp.144-149
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2006
This paper describes a novel automated analysis system for bellows of piping system. An automatic finite element (FE) mesh generation technique, which is based on the fuzzy theory and computational geometry technique, is incorporated into the system, together with one of commercial FE analysis codes and one of commercial solid modelers. In this system, a geometric model, i.e. an analysis model, is first defined using a commercial solid modelers for 3-D shell structures. Node is generated if its distance from existing node points is similar to the node spacing function at the point. The node spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay triangulation technique is introduced as a basic tool for element generation. The triangular elements are converted to quadrilateral elements. Practical performances of the present system are demonstrated through several analysis for bellows of piping system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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