COMSOL Multiphysics® 5.4 Release Highlights


Multibody Dynamics Module Updates


Multibody Dynamics 모듈 사용자를 위해서 COMSOL Multiphysics® 5.4 버전은 어셈블리를 통한 유체와 구조 연동(FSI), 유연체 접착, 후처리에 사용되는 참조 프레임 기능을 제공됩니다. 모듈에 대한 자세한 내용은 아래를 보시기 바랍니다.

Fluid-Structure Interaction for Assemblies


Fluid-Structure Interaction 다중 물리 연동 설정은 다물체 시스템과 유체 사이의 상호작용을 포함하는 기능을 제공합니다. 이 기능은 기계 시스템의 메커니즘과 유체 간의 상호작용 문제를 해석 하도록 합니다. 대부분의 기계 시스템은 부품들이 접촉된 상태로 구성하고 있습니다. 새롭게 제공되는 기능을 이용하면 유체 영역의 메시에 대해 구조물의 메시가 움직입니다.

유체 속에서 유체로 유도된 전진운동 메커니즘. 진홍색 화살표는 구조물의 속도, 빨간 색 화살표는 유체의 속도를 표시합니다. 유체 부분은 압력을, 구조물은 변위를 의미 합니다.

유체 속에서 유체로 유도된 전진운동 메커니즘. 진홍색 화살표는 구조물의 속도, 빨간 색 화살표는 유체의 속도를 표시합니다. 유체 부분은 압력을, 구조물은 변위를 의미 합니다.


Flexible Attachments

Attachment 기능은 새로운 Flexible 수식을 사용하여 개선되었습니다. Attachment 기능을 사용하여 연결된 구조물의 연결부에서 발생하는 높은 응력이나 비현실적인 강성을 제거 할 때 사용 할 수 있습니다. 이 새로운 기능을 이용하면 선택된 경계면은 변형이 허용되고 힘과 모멘트가 유지되면서 평균적인 구속조건이 적용됩니다.

아래 예제 모델에 이 기능을 활용 할 수 있습니다:

  • hinge_joint_assembly
  • landing_gear
  • reciprocating_engine

힌지 조인트 근처에서 응력 상태를 비교한 결과로 rigid/flexible 조건을 각각 적용하였습니다.

힌지 조인트 근처에서 응력 상태를 비교한 결과로 rigid/flexible 조건을 각각 적용하였습니다.


Rolling Element Bearing

롤링 요소 베어링 6종류가 Multibody Dynamics 인터페이스에 추가되었습니다. 베어링으로 지지된 회전체의 구체적인 모델링이 가능합니다. 모든 베어링의 롤링 요소는 한 줄이나 두 줄로 설정이 가능합니다. 롤링 요소와 접촉되는 베어링 부에서 발생하는 비선형 접촉 해석기능이 포함되어 있습니다. 이 기능을 사용하고자 한다면 Rotordynamics 모듈 라이선스가 필요합니다.

각각의 베어링 종류와 형상 요소 도면

각각의 베어링 종류와 형상 요소 도면


Reference Frames for Results Presentation

움직이고 있는 부품을 기준으로 한 좌표계에서 변위나 속도 결과를 보고자 하는 경우가 있습니다. 이 경우에 Body defining reference frame 기능을 Multibody Dynamics 노드의 Results 섹션에서 이용 할 수 있습니다. Rigid Domain 이나 Attachment, Gear 같은 기능을 사용할 경우에 이 설정에 사용된 형상을 기준으로 하는 참조 프레임을 정의 할 수 있습니다.

아래 모델에서 관련기능을 사용 할 수 있습니다:

  • differential_gear
  • helicopter_swashplate

헬리콥터 로터 블레이드의 궤적으로 블레이드의 회전 좌표에서 본 블레이드 끝단을 표시한 것입니다.

헬리콥터 로터 블레이드의 궤적으로 블레이드의 회전 좌표에서 본 블레이드 끝단을 표시한 것입니다.


Roller Condition with Analytical Normal Orientation

Roller 경계 조건에는 미끄러지는 면을 지정할 수 있습니다. 따라서 롤러의 변위나 회전을 일정 범위만큼 인가 할 수 있습니다. 외부에서 삽입한 메시를 사용한 경우처럼 수직 방향을 정의하기 어려운 조건을 피할 때 사용 할 수 있습니다.

봉의 중간 부분에 Roller 조건을 실린더 표면에 설정한 이후에 축을 중심으로 회전과 병진 이동이 가능하게 되었습니다.

봉의 중간 부분에 Roller 조건을 실린더 표면에 설정한 이후에 축을 중심으로 회전과 병진 이동이 가능하게 되었습니다.


Roller Force Distribution

Radial Roller Bearing 기능에는 볼이나 롤러에 전달되는 힘을 계산하는 접촉 해석을 통해서 정확히 접촉력 분포를 계산합니다. 베어링과 베어링이 연결되는 면에서 롤러의 힘 분포를 표시 할 수 있습니다. Rotordynamics 모듈이 있으면 Multibody Dynamics인터페이스에서 제공합니다.

회전체 시스템 베어링에서 로터의 변위와 롤러 힘, 위쪽 그림은 정면도

회전체 시스템 베어링에서 로터의 변위와 롤러 힘, 위쪽 그림은 정면도