향상되고 있는 '시뮬레이션 툴' 기술 Improving simulation tools - NUMSIM Result In Brief

엔지니어링 문제에 효율적 적용

EU가 지원하는 NUMSIM 

(Numerical simulation in technical sciences) 프로젝트

음극보호 시스템 최적화 무격자 방법 개발

최첨단 시뮬레이션 툴 개발 성공

음극보호 시스템을 최적화하기 위해서 무격자 방법을 개발하였다

© Gernot Beer

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[Ref.]

Boundary Element vs. Finite Element Method Analysis

Revit, Navisworks - Improving Models to Enhance 4D Simulations for Construction Planning .

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    EU와 라틴 아메리카의 연구원들은 향상된 시뮬레이션 툴을 개발하고 있다. 

애플리케이션에는 무격자 방식처리(corrosion protection)와 병렬 컴퓨터에서 사용되고 있는 대규모 엔지니어링 문제의 효율적인 시뮬레이션이 포함된다. 

컴퓨터 시뮬레이션은 많은 기술적 주제에서 중요한 부분이다. 이 주제에는 엔지니어링 디자인과 과학적 연구가 포함된다. 연구결과의 혜택은 연구실 테스트를 위한 고가의 비용과 어려움 없이도 물리적인 현상을 연구할 수 있는 능력을 가지게 해주는 것이다. 왜냐하면 때때로 시뮬레이션이 유일한 실용적 방법이 되기 때문이다. 

EU의 지원을 받고 있는 NUMSIM (Numerical simulation in technical sciences) 프로젝트는 유럽과 라틴 아메리카의 연구원들이 연구 주제에 대하여 공동으로 연구하는 것을 목표로 하고 있다. 

이 연구는 세 가지 소주제를 다루고 있다. 첫 번째는 방식처리의 시뮬레이션으로서 음극보호(cathodic protection)를 위해 향상된 기존의 BEM(boundary element method) 모델이다. 

두 번째 주제는 기술의 개발을 포함한 컴퓨터 그래픽과 적응형 커플링으로서 하나의 모델링 방법이 다른 것보다 더 적합하게 될 때를 알아내게 된다. 마지막 주제인 고성능 컴퓨팅은 대규모의 엔지니어링 문제에서 사용되고 있는 병렬 컴퓨팅 툴의 개발을 의미한다. 4년간의 프로젝트는 2014년 10월에 종료되었다. 

프로젝트에서 제안된 모든 부분들이 성공하였다. 연구팀 멤버들은 음극보호 시스템을 최적화하기 위해서 무격자 방법을 개발하였다. 이 연구에는 향상된 BEM 모델이 포함되었으며, 이것은 미래 모델의 애플리케이션을 위한 등기하학상( isogeometric) 경계요소 공식을 포함하여 다양한 물질들이 포함된 문제들의 최적화에 기초하고 있다. 연구원들은 또한 모델링 결과를 확인하기 위해서 소프트웨어를 개발하였다. 

두 번째 소주제에 대한 결과는 모델, 알고리즘 및 인터랙티브 기술 소프트웨어를 지원하는 컴퓨터 그래픽의 다른 요소들을 포함하고 있다. 전처리 및 후처리 시스템의 개발을 위해 많은 노력을 하였으며, 적응형 시뮬레이션 기술도 포함되어 있다. 연구결과는 고체의 균열 전달, 터널 굴착 및 비선형의 식별에 응용될 것이다. 

마지막 주제인 고성능 컴퓨팅 소주제에 대한 연구는 유체구조 상호작용에 영향을 미치는 문제를 해결하기 위한 특별한 체계의 발전을 포함하게 된다. 추가적인 연구결과는 병렬적인 경계요소 소프트웨어의 발전이다. 

NUMSIM은 최첨단을 능가하는 상세한 시뮬레이션 툴을 성공한 것이다. 이 연구는 필요한 소프트웨어의 개발뿐만 아니라 향상된 모델링 기술에서 ESR 멤버들의 교육도 포함하고 있다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

Improving simulation tools

Researchers from EU and Latin America developed improved simulation tools. Applications include meshless corrosion protection and the efficient simulation of large engineering problems using parallel computers.

Computer simulation is an invaluable part of many technical subjects, including engineering design and scientific research. Advantages include an ability to study physical phenomena without the expense and difficulty of laboratory testing; sometimes, simulation is the only practical method.

The EU-funded NUMSIM (Numerical simulation in technical sciences) project aimed to unite researchers on the subject from Europe and Latin America. The partnership, including five European members, addressed three subtopics. First was simulation of corrosion protection: advancing existing boundary element method (BEM) models for cathodic protection. The second topic, computer graphics and adaptive coupling, involved development of techniques able to ascertain where one modelling method becomes more suitable than another. Lastly, high-performance computing meant development of parallel computing tools for use in large engineering problems. The four-year project concluded in October 2014.

All proposed aspects of the project were achieved. Team members developed meshless methods for optimising cathodic protection systems. Work included advanced BEM models based on optimisation of problems involving multiple materials, plus isogeometric boundary element formulations for application in future models. Researchers also developed software to validate the modelling outcomes.

Results of the second subtopic included development and implementation of models, algorithms and other elements of computer graphics that support interactive technical software. Much of the effort involved development of pre- and post-processing systems, including adaptive simulation techniques. Results are applicable to crack propagation in solids, tunnel excavation and identification of non-linearities.

Lastly, work on the high-performance computing subtopic involved development of a special framework for solving problems affecting fluid-structure interaction. An additional result was development of parallel boundary element software.

NUMSIM achieved sophisticated simulation tools that exceed the state of the art. The work included development of necessary software, plus the training of ESR project members in advanced modelling techniques.

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp

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