요즘 하는 일은 압박쿠스(아는 사람은 다 아는) 걸 가지고 인체의 호흡 운동을 시뮬레이션 하는 일이다. 물론 나중에는 전용 해석/가시화 프로그램과 방사선 치료를 위한 몬테카를로 시뮬레이션 모듈도 붙여야 하겠지만, 일단은 폐와 흉강 그리고 그사이의 흉막으로 인한 미끄러짐 운동을 제대로 모사할 방법을 찾는 일을 하고 있다.
접촉해석을 처음 하는 건 아니지만 매번 자신 없기는 마찬가지인 듯, 매뉴얼에서 도움되는 글을 발견했으니 마음속에 되새기자고 번역해둔다.
요약: 하중 스텝을 더 넣어!
출처: Getting started with ABAQUS
두 가지 난제가 접촉 해석에는 있다: 접촉 제한 조건이 작동하기 전의 구조물의 강체운동과 갑작스러운 접촉 조건의 변화들로 이들은 모든 접촉면에서의 엄밀 조건을 구성하는 해석기의 축차 과정에서 심각한 불연속성을 만든다. 따라서 가능하다면 이들 상황에 주의를 기울여야 한다.
강체 운동을 제거하는 일은 특별히 어렵지 않다. 단순히 모든 구성 요소들에 충분한 제한조건을 주어서 강체 운동을 막으면 되니까. 다시 말하면, 곧바로 힘을 가하기보다는 접촉하는 각 구성 요소들에 사전에 경계조건이 적용되어야 한다는 거다. 이렇게 하려면, 해석 전에 계획했던 것보다는 많은 하중 스텝이 필요하다. 하지만 문제를 풀어가는 과정은 더욱 매끄럽게 진행한다.
동적 충격 문제를 시뮬레이션 하지 않는 이상, 항상 부품간의 접촉은 충분히 부드럽게 적용하라. 그래야 큰 overclosure나 접촉압력의 급격한 변화를 막을 수 있다. 바꾸어 말하면, 하중을 완전히 가하기 전에, 추가적인 하중 스텝으로 부품을 접촉하도록 움직인다. 이러한 방식은 비록 더 많은 하중 스텝을 필요로 하지만 수렴을 쉽게 하고 결과적으로 솔루션과정을 효율적으로 만든다.