해석프로그램의 정의 및 종류와 응용분야

소개글

해석프로그램의 분류 및 그 종류와 응용분야, A+자료

목차

Ⅰ. 유한요소 해석(FEA : Finite Element Analysis)
1. 개요
2. 유한요소 해석의 장단점
3. 유한요소 해석의 기본 단계
4. 해석 결과의 검증

Ⅱ. 범용/전용 유한요소 해석 프로그램
1. 전용 유한요소 해석 프로그램
1) 개요
2) 프로그램 종류
2. 범용 FEM해석 프로그램?(general-purpose FEM program)
1) 개요
2) 프로그램 종류

본문내용

Ⅰ. 유한요소 해석(FEA : Finite Element Analysis)
1. 개요
유한요소법(Finite Element Method)은 1930년대에 개발된 Matrix이론을 사용하여 1960연대에 영국과 미국에서 개발되어 이론화 및 상용화가 이루어진 것은 컴퓨터의 발전이 이루어진 1970년대 이후이다. 이러한 유한요소법은 공학과 물리학에서 많이 사용되었으며 컴퓨터 하드웨어의 발전과 더불어 급속히 발전하였다. 유한요소법은 초기에는 복잡한 구조물의 응력해석을 위해 개발되었으나, 그 후 발전을 거듭하여 연속체 역학(Continuum Mechanics)분야 등 광범위한 분야에서 사용되고 있다. 구조물에 대해 요소의 공통되는 점, 선 및 면 등에서 여러 가지 경계조건을 사용하여 수식을 만들고, 이를 이용해 구조물 전체에 대한 연립 대수 방정식을 만들어 해를 구한다. 공통되는 점이나, 선, 면이 많아질수록 연립방정식이 커지게 되어 해를 구하는데 많은 계산이 필요하게 되었고, 이러한 특징으로 인하여 유한요소법은 컴퓨터의 발전 속도와 비례하여 발전하였다. 물리계의 운동을 지배하는 대다수의 법칙은 보통 미분 방정식으로 기술되어 있는데, 유한요소법은 이와 같은 미분 방정식을 푸는 수치적인 근사해법을 볼 수 있다. 다시 말하면 일반적으로 공학 문제는 물리적인 현상에 대한 수학적인 모델이다. 수학적인 모델은 경계 조건(boundary condition)과 초기 조건(initial condition)을 가지는 미분 방정식으로 주어진다. 구조물을 유한개의 절점(node)으로 가정한 후, 각 절점들 사이에 서로 유기적인 관계를 맺어주는 요소(element)를 구성하여 전체 구조물을 절점들의 변위를 미지수로 하는 연립방정식으로 나타낼 수 있다. 그리고 이를 수학적으로 계산하여 외력에 의한 각 절점에서의 변위를 구함으로써 변위, 변형률, 응력 등의 결과 값을 수치적인 근사 해법으로 구하는 것이 유한요소 해석이다. 구조해석분야에서 설계자는 유한요소법을 사용하여 설계과정에서 응력과 진동, 열 문제를 예측할 수 있고, 제작 가능한 모형을 만들기 전에 설계변경을 미리 계산할 수 있다. 그러므로, 적합한 모형을 결정하기 좀 더 쉬워진다. 또한 유한요소법을 적절히 사용한다면 만들어야 할 모형의 개수도 줄일 수 있다. 유한요소법은 구조해석문제를 다루기 위해 처음 사용되었지만, 다른 공학과 수리물리학 분야, 예로 유체유동, 열전달, 전자기 포텐셜, 토양역학, 그리고 음향학 등 많은 분야에서도 적용되고 있다.

참고 자료

없음