변형률 평활화 기법을 이용한 3절점 삼각형 쉘 유한요소의 개선

Abstract

최근 Lee et al.(2014)에 의해 제안된 3 삼각형 쉘 유한요소(MITC3+)는 쉘 유한요소의 성능을 하시키는 단잠김 (shear locking)상을 성공으로 해결함으로써 휨지배 문제에서 매우 훌륭한 수렴성능을 보여다. 심지어 리 사용되고 있는 사각형 쉘 유한요소들과도 비슷한 혹은 더욱 우수한 성능을 제공한다는 에서 기존 삼각형 쉘 유한요소가 가지는 한 계를 극복했다고 볼 수 있다. 그러나 MITC3+ 쉘 유한요소가 휨지배 문제에서 매우 훌륭한 수렴성능을 보이는 반면에 막 (membrane)성능에 있어서는 개선이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 MITC3+ 쉘 유한요소의 막성능을 향상시킨 MITC3+S 쉘 유한요소를 제안한다. 막성능의 개선을 해서 Liu et al.(2009)에 의해 제안된 모서리 기반 변형률 평활화(smoothing) 기법이 활용되었다. 제안된 MITC3+S 쉘 유한요소는 거짓에지모드 시험, 등방성 시험, 패치 시험들을 모두 통과하며, MITC3+ 쉘 유한요소보다 향상된 막성능을 보인다.