Model Reduction inside Ansys의 소개와 활용

이번 호에서는 ROM(Reduced Order Model : 차수축소모델)을 생성할 수 있는 ACT(Application Customization Toolkit : 애플리케이션 커스터마이제이션 툴킷)인 Model Reduction inside Ansys를 소개한다.

■ 김도현 | 태성에스엔이 M1팀의 매니저로 구조 해석에 대한 업무를 담당하고 있다.
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ROM 생성을 위한 모델차수축소법은 <그림 1>과 같이 초기 시스템의 운동방정식을 축소 시스템으로 근사화하는 기법이다. 이 때, 초기 시스템의 상태변수를 축소 시스템의 상태변수로 나타내는 것이 주된 목표이며, 이를 위해 투영행렬(projection matrix)이 사용된다. 이 투영행렬을 구성하는 기저벡터에 따라 모델의 차수를 축소하는 방법이 달라진다. 
현재 앤시스에서 사용할 수 있는 모드중첩법(Mode-Superposition Method : MSUP)은 고유벡터(eigenvectors)를 활용한 축소 방법의 하나다. 이 외에도 Ritz 벡터, POD 벡터 등을 기반으로 하는 다양한 축소 방법이 존재하지만, 이번 호에서는 크릴로프 벡터(Krylov vectors)로 투영행렬이 구성된 크릴로프 부공간 기반 모델차수축소법을 소개하고자 한다.

 

그림 1. 모델차수축소법의 개념

프로그램 소개
CADFEM의 Model Reduction inside Ansys는 크릴로프 부공간 기반의 모델차수축소법으로 ROM을 생성할 수 있는 프로그램이다. 열, 구조 등 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)을 사용하여 계산할 수 있는 모든 선형 문제에 적용할 수 있으며, 열해석은 ACT를 제공하기 때문에 앤시스 메커니컬 환경에서 GUI로 작업이 가능하다.
Model Reduction inside Ansys의 ACT를 활용하여 ROM을 생성하고 시스템 해석 단계에서 ROM을 가져와 열해석을 수행하는 예제를 살펴 보도록 하겠다.

툴바 소개
Model Reduction inside Ansys를 설치하고 ACT를 활성화하면 앤시스 메커니컬에 <그림 2>와 같이 새로운 툴바(toolbar)가 생성된다.