초록 ▼

컴퓨터를 이용한 대표적인 근사해석법인 유한요소해석 기술이 구조해석을 포함한 공학의 제반문제 해석에 폭넓게 활용되면서 초기 선형의 단순한 문제로부터 점차 비선형의 복잡한 문제로 적용영역이 확대되어 왔다. 해석대상문제가 대형화되고 복잡해짐에 따라 해석소요시간 및 그에 따른 비용이 비약적으로 증가하여 해석소요시간의 단축 및 소요경비의 절감등 효율적인 해석의 필요성이 증가하고 있다. 컴퓨터의 연산속도를 증가시키기 위한 방안으로 멀티프로세서(Multiprocessor) 컴퓨터의 개발이 가속화되고 있으며 이러한 컴퓨터의 병렬처리기능을 활용하

컴퓨터를 이용한 대표적인 근사해석법인 유한요소해석 기술이 구조해석을 포함한 공학의 제반문제 해석에 폭넓게 활용되면서 초기 선형의 단순한 문제로부터 점차 비선형의 복잡한 문제로 적용영역이 확대되어 왔다. 해석대상문제가 대형화되고 복잡해짐에 따라 해석소요시간 및 그에 따른 비용이 비약적으로 증가하여 해석소요시간의 단축 및 소요경비의 절감등 효율적인 해석의 필요성이 증가하고 있다. 컴퓨터의 연산속도를 증가시키기 위한 방안으로 멀티프로세서(Multiprocessor) 컴퓨터의 개발이 가속화되고 있으며 이러한 컴퓨터의 병렬처리기능을 활용하여 효율적인 유한요소해석을 하기 위해서는 병렬처리에 적합한 유한요소해석 프로그램의 개발이 중요하다. 향후 컴퓨터의 발전추세를 볼 때 프로세서의 수는 더욱 증가할 전망이고 더불어 가격대 성능비에서 우수한 포병렬컴퓨터도 계속적인 발전이 예상된다. 유한요소해석 분야에 있어서 이러한 멀티프로세서 컴퓨터를 최대한 활용하기 위해서는 유한요소해석에서의 병렬계산 응용에 대한 연구가 중요할 뿐아니라 유한요소해석 기술이 CAD, CID, CAE의 핵심기술로서 위치를 굳건히 하기 위해서도 이 부문에 대한 관심이 필요하다. 본 연구의 최종목표는 비선형 동적해석기능을 가지며 멀티프로세서 컴퓨터의 병렬처리기능을 효과적으로 이용할 수 있도록 구현한 병렬유한요소해석 S/W를 개발함으로써 효율적인 해석수단을 제시하는 것이다. 이를 위한 기초연구로서 1차년도에서는 기초연구를 위한 S/W 개발환경을 구축하고 유한요소해석 분야의 병렬계산 응용에 대한 연구사례를 분석하여 병렬유한요소해석 S/W의 개발방법 및 체계를 정립했다. 2차년도에서는 비선형정적 해석분야의 해석이론 및 병렬계산 방법 응용에 관하여 연구하여 개인용컴퓨터를 주컴퓨터로 한 기초연구용 멀티프로세서 시스템 상에서 평면프레임을 대상으로 비선형 정적해석이 가능한 병렬유한요소해석 S/W의 원형(Prototype)을 개발했다. 3차년도에서는 멀티프로세서 슈퍼컴퓨터인 Cray Y-MP C90(16 Processors)시스템을 대상으로 비선형 동적해석이 가능한 병렬유한요소해석 S/W의 초기판(P-DYNa)을 개발했다. 동적해석에 있어서 병렬계산에 유리한 명시적적분법을 적용했고 벡터화 및 병렬화작업을 통하여 Cray Y-MP C90 슈퍼컴퓨터 및 유사한 구조의 멀티프로세서 컴퓨터에서 효율적으로 수행될 수 있도록 최적화했다.

목차 Contents

• 1장.서언...21
• 2장.병렬처리 환경...29
• 3장.유한요소해석에서의 병렬계산...101
• 4장.병렬유한요소해석 s/w...161
• 5장.결언...245
• 참고문헌...253