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CAE (Computer Aided Engineering)은 보통 Pre-Solve-Post, 이렇게 3단계로 이루어집니다.
이 중, Solve 과정을 담당하는 것을 솔버(Solver)라고 부릅니다.
솔버에는 다양한 파라미터가 존재하고, 시뮬레이션 도중에 여러가지 데이터를 보여주기도 하는데 이를 충분히 이해하고 사용하면 보다 효율적이고 정확한 시뮬레이션이 가능합니다.
RecurDyn 솔버에는 다양한 솔버 파라미터가 존재합니다.
각각 솔버 알고리즘 등과 관련된 의미가 있지만 여기서는 그 중에서도 쉽게 이해할 수 있으면서 유용하게 활용할 수 있는 Maximum Time Step에 대해 알아보도록 하겠습니다.
Maximum Time Step
상세 설명
RecurDyn 솔버는 ‘가변 Step Size’를 사용합니다. 즉, End Time = 2 sec, steps = 100 을 Maximum 사용했을 때, Step size가 0.02 ( = 2/100)이 사용되는 것이 아니라, 솔버가 판단했을 때 해석이 실패하지 않는 선에서 충분히 큰 Step Size를 이용하여 해석을 수행합니다. 이를 통해 빠른 해석이 가능합니다.
여기서 Maximum Time Step은 자동차에 비유한다면 제한속도라고 할 수 있습니다.
즉, Maximum Time Step의 기본값인 0.01 은 초단위계를 가정할 경우, 솔버가 Step size를 키우더라도 0.01 이하의 크기만 허용한다는 의미입니다.
즉, 아래 그림과 같이 Maximum Time Step을 0.01로 해두면, 솔버가 내부적으로는 0.013이나 0.02와 같은 Step size를 사용할 수 있다 하더라도 이 제한에 의해 최대 0.01의 step size만 사용하게 됩니다.
Maximum Time Step의 기본값은 0.01이지만, 좀 더 신중한 해석을 원하는 사용자들에게는 0.001을 추천합니다. 물론 모델의 성격에 따라 이 값은 바뀔 수 있습니다. 만일 0.0001초 수준에서 변화하는 거동을 보고 싶다면 Maximum Time Step은 0.0001초보다 작은값을 써야겠죠.
솔버가 사용하고 있는 step size 값은 해석 중 Message 창에 표시가 됩니다.
이 Message창에는 현재 몇초 구간을 해석하고 있는지, 해당 시점의 step size가 얼마인지 등의 정보가 표시됩니다.
여기엔 여러 정보가 표시되지만 여기서는 step size에 대해 살펴보겠습니다.
활용방법
- Step size가 줄어들지 않고, maximum time step과 비슷한 크기로 해석이 진행되고 있다면 큰 문제없이 솔버가 잘 풀고 있을 가능성이 높습니다. 비유하자면 쭉 뻗은 고속도로를 최대 제한속도로 달리는 것을 떠올리시면 됩니다.
- 반면 해석 도중, 갑자기 step size가 급격히 작아진다면 뭔가 시스템의 움직임이 급변했다거나 아주 큰 반력이 발생하고 있다던지 하는 경우를 의심해봐야 합니다. 비유하자면, 커브가 많거나 굴곡이 많아서 브레이크를 수시로 밟아가며 운전하는 것을 떠올리시면 됩니다.
큰 변화가 충분히 예상되는 모델이라면 상관없지만, 어렵지 않게 해석될 것으로 예상되는 모델이었다면 모델을 좀 더 살펴볼 필요가 있습니다. 따라서 Pause를 눌러 그 때까지의 애니메이션이나 결과 그래프 등을 확인해보는 것이 좋습니다.
- 정확도를 높이는 등의 목적으로 Maximum time step을 줄이고자 할 때, 이 step size를 참고할 수 있습니다. 예를 들어, maximum time step을 01을 사용했다 해도 대부분의 구간에서 step size가 0.0001이 사용되었다면, 새로운 maximum time step을 0.001이나 0.0001로 해봐야 별 소용이 없습니다. (실제로는 이미 0.0001의 step size가 사용되고 있었으므로) 따라서 이 경우에는 0.0001보다 작은 값을 써야 변화를 가져올 수 있습니다.
시뮬레이션 옵션과 관련해서는 '시뮬레이션 옵션을 알아보자 1~2탄'을 참고하시기 바랍니다.
