과학연구

규칙화파라메터를 재료상수로 보는 견해에 대한 분석

 2024.7.25.

균렬이나 흠집, 공극 등을 포함하는 재료의 해석에서 상마당법은 가장 효률적이며 인기있는 방법들중의 하나이다.

상마당법에서는 불련속을 가진 계의 특이성을 규칙화하여 안정한 풀이를 얻는데 이때 규칙화파라메터가 리용된다.

상마당법에 의한 풀이결과가 요소크기나 반복수보다 규칙화파라메터에 크게 의존하기때문에 규칙화파라메터를 정확히 선정하는것이 중요한 문제로 나선다.

계산력학학계에서는 규칙화파라메터를 재료상수로 보아야 한다는 주장이 강하게 울려나오고있다.

최근에 개발된 많은 상마당모형들에서 규칙화파라메터를 재료상수로 리용하고있고 많은 문헌들에서 규칙화파라메터를 재료상수로 설정해주면 정확한 결과가 얻어진다는데 대하여 밝히고있다.

우리는 우선 규칙화파라메터에 대한 표시식이 모형이 기초하고있는 에네르기감소함수와 균렬형태함수에 따라 다르게 표시되여야 한다는것을 밝히였다.

이로부터 규칙화파라메터를 표시하는 견해들이 바탕을 두고있는 1차원대문제의 상마당모형에 의한 해석풀이결과를 확장하여 임의의 에네르기감소함수와 균렬형태함수를 리용하는 상마당모형에 대하여 규칙화파라메터를 구하는 일반화된 공식을 유도하였다.

다음으로 대표적인 3가지 경우들에 규칙화파라메터를 재료상수로 구하는 식들을 제시하였다.

그리고 이 식들로 구한 규칙화파라메터를 리용할 때 가장 표준적인 2가지 파괴해석문제에 대하여 합리적인 결과를 주는가를 검토하였다.

모의해석을 통하여 검토를 진행한 결과 규칙화파라메터를 재료상수로 고찰하는 경우 모든 실례문제들에서 최대짐과 균렬경로가 정확히 예측되지 못하며 일정한 오차가 생긴다는것이 밝혀졌다.

이로부터 규칙화파라메터를 재료상수로 주어야 한다는 견해는 심중히 고려하여 리용하여야 한다는 결론에 도달하였다.

이러한 결론은 규칙화파라메터를 재료상수로 보아야 한다는 선행한 견해와 대치되는것으로서 상마당법에 대한 연구에 새로운 관점과 시야를 더해주어 모형들을 보다 완성시켜나가는데 도움을 주게 될것이다.

이 결과는 잡지 《Mechanics Research Communication》에 《On the view of considering regularization parameter as material constant》(https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2023.104196)의 제목으로 발표되였다.