모델링 방식과 작업 흐름 Home > GTS NX > Getting Started > GTS NX에 대한 이해 > 모델링 방식과 작업 흐름

GTS NX의 모델링 방식

• GTS NX에서는 해석 모델의 차원과 형상에 따라 다양한 방법을 사용하여 기하모델을 작성하고 요소망을 생성할 수 있습니다. 특히 midas GTS는 기하형상의 고급 모델링 기능과 다양한 Auto-mesh 생성 기능을 지원하므로 절점과 요소의 수조작에 의한 방식에 비해 복잡한 모델을 훨씬 편리하고 빠르게 작성할 수 있는 장점이 있습니다.

GTS NX에서의 작업 흐름

• 일반적인 midas GTS의 작업 흐름은 다음과 같습니다.

  • 기하 모델링 (Geometry Modeling)

  • 요소망 생성 (Mesh Generation)

  • 해석 조건의 부여 (Analysis Condition)

  • 해석 (Analysis)

  • 결과 분석 (Post-processing and Result Evaluation)

• GTS NX의 작업 흐름을 이해하기 위해 3차원 터널에 대한 간단한 시공 단계 해석의 예를 살펴봅니다.

기하 모델링 (Geometry Modeling)

• GTS NX에서는 기본적으로 해석 대상을 표현하는 기하데이터를 먼저 작성한 후, 이를 기반으로 요소망 생성과 같은 후속 작업을 수행합니다. 기하데이터는 GTS NX가 제공하는 기하 모델링 기능을 이용하여 직접 작성할 수 있고, CAD 등과 같은 전용 모델링 프로그램에서 작성된 기하모델 데이터로부터 불러들일 수 도 있습니다.

• GTS NX는 다양한 고급 기하 모델링 기능을 제공하므로 절점과 요소를 이용한 기존의 수동 모델링 작업에 비해 훨씬 효율적으로 복잡한 3차원 지반 및 터널 해석 모델을 작성할 수 있습니다.

  

  

  

요소망 생성 (Mesh Generation)

• 작성한 기하모델에 해석을 위한 요소망을 생성합니다. 일반적으로 솔리드 모델과 쉘 모델에 대해서 각각 육면체(Hexa) 요소와 사각형(Quad) 요소의 해석 결과가 우수하기 때문에 육면체 요소망과 사각형 요소망을 사용하는 것이 바람직하지만, 솔리드 기하모델의 형상이 복잡한 경우에는 자동요소망 생성기능(Auto-Mesh)으로 고차의 사면체(Tetra) 요소 또는 하이브리드 요소를 작성하여 사용할 수도 있습니다. 하이브리드 요소 형상의 경우 사각뿔과 사면체 형상을 조합하여 육면체 중심으로 요소를 생성하는 방식입니다.

  하이브리드 요소형상

• GTS NX는 해석에 적합한 최적의 요소망을 쉽게 만들 수 있도록 다양한 요소망 밀도 제어기능과 자동요소망 생성기능, 사상요소망 생성기능(Mapped-Mesh), 요소망 추출기능(Protrude-Mesh)들을 제공합니다.

  

해석 조건의 부여 (Analysis Condition)

• GTS NX의 다양한 해석 조건 부여 기능을 이용하여 물성치, 하중, 경계조건을 입력합니다. GTS NX에서는 절점과 요소뿐만 아니라 기하 데이터에도 하중, 경계조건을 부여할 수 있으므로 형상이 복잡한 모델 작업 시 매우 효율적입니다.

• 실무적인 관점과 윈도우 프로그램의 장점을 최대한 반영하여 개발된 하중, 경계조건의 지정 및 확인 기능은 편리한 GUI 환경에서 다양한 시뮬레이션 기능을 함께 지원하여 사용자의 작업 오류를 최소화 시켜줍니다. 그리고, 모든 load/경계조건에 대해서는 GUI 환경에서의 입력, 조작뿐만 아니라 MS-Excel과 호환되는 테이블을 이용한 입력/조작 기능도 함께 지원됩니다.

해석 (Analysis)

• 『해석 조건의 부여』단계에서 지정한 각종 하중, 경계조건과 해석제어 데이터를 토대로 해석을 수행합니다. 해석이 진행되는 동안 메시지 출력창을 이용하여 해석의 진행 상황과 각종 오류 정보 등을 확인할 수 있습니다.

• GTS NX는 유한요소법(FEM: Finite Element Method)을 기초로 하여 성토, 굴착 및 재료변화 등이 포함된 시공단계해석과 정상/비정상 침투류해석(Steady-state/Transient Seepage Analysis)은 물론이고, 각종 일반 정적/동적해석 등 지반 및 터널구조물 해석에 필요한 모든 해석 기능을 제공합니다. 뿐만 아니라 GTS NX는 해석기의 핵심인 연립방정식 Solver로 대규모 모델의 반복해석에서 가장 우수한 성능을 보이는 Multi-frontal Sparse Gaussian Solver를 탑재하여 해석 시간을 획기적으로 단축시켰습니다.

결과 분석 (Post-processing and Result Evaluation)

• 해석이 정상적으로 종료되면 결과를 검증하고 실제 설계에 필요한 각종 수치 데이터를 수집, 정리합니다. 대규모 모델과 복잡한 시공단계해석 결과 처리에 최적화된 GTS NX의 Post-processor는 애니메이션을 포함한 다양한 그래픽 처리 기능과 MS-Excel과 호환되는 결과 테이블 및 그래프 작성 기능을 제공하여 기존의 정적인 그래픽 화면과 수작업에 의존하던 결과 분석 및 정리 작업을 획기적으로 개선시켜줍니다.