구조최적설계 소프트웨어의 성능 비교에 대한 기초연구

Abstract

구조최적설계는 구조물의 성능 개선을 추구하며, 항공 및 자동차의 설계 등에서 사용된다. 최근에는 구조최적설계를 위한 상용 소프트웨어들이 잘 개발되어 있기 때문에 산업 분야에서 쓰임이 활발해지는 추세이다. 본 연구에서는 구조최적설계 상용 소프트웨어 중에서 많이 사용되는 Genesis, MSC. Nastran 과 OptiStruct 에 대해 성능 비교 연구를 수행한다. 최적설계의 관점에서 소프트웨어 성능은 설계결과의 우수성과 수행에 소요된 CPU 시간으로 평가할 수 있다. 치수최적설계, 형상최적설계와 위상최적설계에 대하여, 구조 예제들을 풀이한다. 공정한 비교를 위하여 구조최적설계의 수행 환경과 방법은 동일하게 통일한다. 또한 최적설계 결과를 분석하고 각 소프트웨어의 성능과 특징에 대해 토의한다.

Structural optimization is widely accepted in industrial fields. Structural optimization pursues improved performance of the structures. Recently, structural optimization is actively utilized due to the well-developed commercial design software systems. Three popular commercial structural optimization systems are investigated and compared. They are MSC.Nastran, Genesis and OptiStruct. The performance of the systems is analyzed based on the quality of the optimum solution and the computational time. Linear static response size, shape and topology optimizations are explored and compared with some test examples. For fair comparison, the systems are run in the same environment and the optimization parameters affecting the performance are unified. The optimization results are analyzed and the performances and characteristics of each software system are discussed.