시뮬레이션 옵션 (Simulation Parameters)을 알아보자! 2탄

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RecurDyn은 Simulation과 관련된 다양한 옵션을 제공합니다. [Home]-[Setting]-[Simulation]

상당수는 기본값을 그대로 사용해도 지장이 없지만, 일부 옵션은 기억해두면 때때로 유용할 수 있습니다.

여기서는 간단한 설명을 제공하며 좀 더 자세한 설명은 매뉴얼을 참고하시기 바랍니다.

노란 색 옵션이 자주 활용되는 파라미터입니다.

기본적인 솔버 파라미터와 관련해서는 솔버 초보탈출 1탄~3탄을 참고하시기 바랍니다.

1. Check Tolerance

대부분의 경우, 신경쓰지 않으셔도 됩니다.
이 값은 솔버가 내부적으로 redundant constraint 등을 판단할 때, numerical tolerance로 사용됩니다.
이 값을 변경하면, redundant constraint에 대한 처리가 달라질 수 있습니다. (redundant constraint로 처리되었던 DOF가 redundant 가 아니게 처리될 수도 있습니다.)

2. Redundant violation

이를 체크해서 사용하는 것을 권장하며, 수치는 기본값을 써도 대부분 무방합니다.
RecurDyn은 자동으로 Redundant constraint를 판별하여, 과구속된 모델도 문제없이 해석이 되게끔 하여, 손쉬운 시뮬레이션이 가능합니다. 하지만 간혹, 사용자의 실수로 과구속이 되어 의도하지 않은 거동을 하게 될 때가 있습니다.
예를 들어, revolute joint가 redundant constraint로 처리되어, action marker와 base marker가 서로 벌어질 수 있습니다.하지만, 사용자가 revolute joint를 정의했다는 것은 두 marker가 서로 떨어지지 않기를 바란 것이라고 이해할 수 있습니다.
Redundant violation을 사용하게 되면, Redundant constraint로 처리된 DOF가 해당값 이상으로 떨어지거나 회전하게 되면 에러로 간주하고 솔버가 멈추도록 합니다.
말로는 복잡하므로, 아래의 예제 영상을 보시죠.

의도적으로 4-bar linkage에 모션을 2개 달았습니다. 이로 인해, 좌측 상단의 revolute joint는 redundant constraint로 처리가 되어, 두 바디가 서로 분리됩니다. 하지만 사용자가 이를 의도하진 않았을 수 있겠죠.
이 때, redundant violation 옵션을 체크해두면, redundant constraint로 처리된 구속조건이 병진 혹은 회전 방향으로 지정된 값 이상으로 움직이게 되면, 에러 처리가 되어 솔버가 멈춥니다.
이를 통해 의도하지 않은 실수를 쉽게 발견할 수 있습니다.
만일 해석이 오래 걸리는 모델이었다면 그만큼 시간도 절약할 수 있겠지요!

3. Limit of Angle in each Solving Step (deg)

이 값의 기본값은 체크되어 있는 (ON) 상태이며 그대로 사용하시면 됩니다.
다만 ~V8에서 저장된 모델은 OFF인 상태로 로드되므로, 체크해서 사용하시기를 권합니다.
빠르게 회전하는 모델을 해석할 때 유용한 옵션입니다.
너무 빠르게 회전할 경우 계산 결과가 부정확할 수 있는데, 한 스텝동안 지정한 각도(degree)보다 크게 회전하는 경우, 스텝사이를 억제하여 스텝당 회전량을 줄임으로써 보다 정확하게 해석을 수행할 수 있게 해주는 옵션입니다.
따라서 max. step size를 다소 크게 주더라도 회전량에 따라 솔버가 알아서 step size를 조절할 수 있으므로, 속도 향상에 긍정적인 영향을 줍니다.

4. Advanced Angle Measure for 3D Rotation

이 값의 기본값은 체크되어 있는 (ON) 상태이며 그대로 사용하시면 됩니다.
다만 ~V8에서 저장된 모델은 OFF인 상태로 로드 되므로, 체크해서 사용하시기를 권합니다.
RecurDyn V9R1부터 Bushing force 및 matrix force의 회전에 대한 알고리즘이 개선되었는데, 이 옵션이 ON일 경우, 개선된 알고리즘을 사용합니다.
Bushing force의 경우, 이 옵션을 쓰지 않을 경우 X, Y 축에 대해서는 90보다 작은 회전만 계산이 가능했는데, 이 옵션을 사용하면 X, Y, Z축 모두 얼마든지 회전이 가능합니다. (관련 글 )
이를 통해 redundant constraint를 제거하거나 여러 조인트에 분산된 반력을 얻고자 할 때 자주 사용되는 bushing force의 사용성이 향상되었습니다.

5. Maximum Convergence Count

RecurDyn은 수렴이 잘 되는 경우, step size의 크기를 증가시켜 해석 속도를 빠르게 합니다.
이 옵션은 step size를 증가시켜도 된다고 하는 기준으로 사용되는 수렴의 횟수를 의미합니다. 즉, 이 값이 5라면, 5번 수렴하면 step size를 증가시키는 것이죠.
이 값을 1로 하면 1번만 수렴하면 step size를 증가시키기때문에 해석시간이 빨라질 수 있습니다. 대신에 그만큼, 해석이 불안정해질 수 있으므로, 조심스럽게 사용하시기를 권합니다.
예를 들어, DOE 등의 반복계산을 해야할 때, 충분히 안정적인 모델을 만든 후 이 값을 조금씩 줄여보고, 그래도 해석결과에 큰 변화가 없으면서 해석시간이 충분히 감소한다면 작은 count수를 사용하여 해석을 해도 된다는 의미입니다.

6. Message Output Factor

시뮬레이션 시, TIME, STEPSIZE, A_DELNRM 등의 정보가 메세지창에 찍힙니다.
이 옵션은 이를 얼마나 자주 찍어줄 지에 대한 것으로 대부분은 기본값을 쓰셔도 됩니다.
다만, 간혹 step size가 너무 작은 경우 너무 많은 값이 찍혀 불편할 수도 있는데, 이럴 때, 1000이상의 값을 사용하여 가독성을 높일 수 있습니다. (해석결과에는 아무런 영향을 주지 않습니다.)

7. Jacobian Evaluation Interval

이 옵션을 사용하게 되면, Jacobian을 계산하는 빈도를 조절할 수 있습니다.
모델 거동의 변화가 크지 않은 모델의 경우, 이 빈도를 조절함으로써 속도 개선의 효과가 있습니다. (1보다 큰 값을 사용)
시뮬레이션 시, 메세지창에 찍히는 NJAC는 Jacobian evaluation의 누적횟수를 의미합니다.
아래의 경우, 100 -> 199는 그 사이 구간에서 99번 계산을 했다는 의미인데, 이 변화량이 Message Output Factor 값과 큰 차이가 없을 경우, 해석 중에 Jacobian이 크게 변화하지 않는다고 볼 수 있습니다. 이 때, Jacobian Evaluation Interval을 키우면 해석 시간이 빨리질 수 있습니다. (다만 정확도에 영향을 줄 수 있으니, 어느 정도 검증된 모델에 대해서 속도를 개선하고 싶을 때 사용하시기 바랍니다.)
예를 들어, DOE 등의 반복계산을 해야 할 때, 충분히 안정적인 모델을 만든 후, 이 값을 조금씩 키워보고 (NJAC도 확인), 그래도 해석결과에 큰 변화가 없으면서 해석시간이 충분히 감소한다면 큰 interval을 사용하여 해석을 해도 된다는 의미입니다.

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