[CAE 입문용어] 후처리기(Post-Processor)

교량 - YTN

 어떠한 자연현상을 수학적으로 표현하고, 이 수학적 표현을 수식으로 전환하여 계산기나 컴퓨터를 이용하여 계산한 결과는 숫자 형식의 데이터이다. 예를 들어 차량이 지나다니는 교량의 변위(displacement)를 계산하면 교량 각 지점에서의 변위값을 구할 수 있다. 요즘과 같이 컴퓨터 그래픽스(computer graphics) 기술이 발달하기 이전에는 숫자 형식의 방대한 변위값을 용지에 기록하여 교량의 위치와 그 지점에 해당하는 변위값을 일일이 확인하였다. 그리고 이 숫자 형식의 변위값을 토대로 변형(deformation), 변형률(strain), 응력(stress) 등을 계산기를 이용하여 일일이 수작업으로 계산하였다.

 

→ 예전에는 어떠한 제품을 제작할 때 그 제품에서 고려해야 하는 사항을 모조리 손으로 계산했습니다. 그래서 하나의 제품을 제작할 때 많은 시간과 인건비가 들었죠. 하지만 simulation tool이 나온 후에는 이러한 복잡한 과정을 모두 컴퓨터에게 맡긴 후 더욱 다양하고 혁신적인 제품을 빠르게 생산해 낼 수 있습니다. 이렇게 시뮬레이션 소프트웨어는 제품을 개발할 때 빠른 시간 내에 다양한 제품을 구상해 낼 수 있고 원하는 모양으로 수정까지 해줄 수 있습니다.

 

후처리기 - midasNFX

 이렇게 계산 결과를 분석하는 것도 좁은 의미에서 후처리 작업으로 볼 수 있다. 하지만 컴퓨터 그래픽스 기술이 보편화 되어 있는 지금에 있어서 후처리 작업의 정의는 보다 광범위하다. 수식을 계산하여 구한 숫자 형식의 변위값을 컴퓨터 화면상에 가시적으로 나타내면 교량 전체의 변형된 형상을 한 눈에 생생하게 볼 수 있다. 그리고 변위와 변형률 그리고 변형률과 응력과의 관계식을 이용하여 교량의 전체에 대한 변형률, 응력 등의 분포를 가시화 시킬 수 있다.

하우징 본체 변위

하우징 본체 von-Mises 응력

→ 위의 사진은 midas NFX에서 하우징 본체를 선형 정적 해석을 진행한 것입니다. 앞에서 진행하였던 하우징 본체 meshing을 한 후 추출한 결과값입니다. 가시적으로 하우징의 어떤 부분에 큰 변위와 응력이 생기는지 알 수 있으며 원한다면 excel, 표, 그래프 등으로 export할 수 있습니다. 

 

결과 태그

 그 뿐만 아니라 마우스를 이용하여 교량의 특정 위치를 선택하면 해당 지점에서의 변위, 변형률, 응력 등의 상세 수치값을 쉽게 확인할 수 있다. 또한 원하는 유형의 결과값을 그래프 형식으로 볼 수 있을 뿐만 아니라 결과값을 프린터를 통하여 출력하거나 저장 매체에 보관할 수도 있다. 또한 결과값을 토대로 교량의 안전성과 같은 설계 사양들을 분석할 수도 있다.

 이렇게 수식을 계산한 후 그 계산 결과를 다양한 형태로 모니터 화면상에 가시화 혹은 조회하거나 목표로 하는 성능들을 분석하고, 프린터 혹은 저장매체를 통해 출력하는 제반 작업을 광의적인 의미에서 후처리라고 한다. 그리고 소프트웨어 내부에서 이 후처리 기능을 담당하는 부분을 후처리기라고 부른다.

 

→ midasNFX에서는 결과 태그를 통해 그 절점/요소에서의 변위값, 응력값 등을 알 수 있습니다. 이렇게 소프트웨어가 사람이 손으로 계산할 수 없는 부분까지 계산하여 가시화시켜주며 원하는 값을 도출해내기 위한 경우의 값을 제시해줍니다. 또한 여기에서는 설명이 나와있지 않은 최적화 기법이 있어 모델의 강성과 부피를 최적화 시켜서 제작비를 감소시켜주는 또 다른 방법이 있습니다. 이를 통해 많은 제품제작회사들이 제품의 가격을 최소화한 제품을 내놓을 수 있게 되었습니다. 이렇게 수식을 계산한 후 그 계산 결과를 다양한 형태로 모니터 화면상에 가시화 혹은 조회하거나 목표로 하는 성능들을 분석하고, 프린터 혹은 저장매체를 통해 출력하는 제반 작업을 하는 소프트웨어 기능을 후처리기라고 합니다.

---

 본 글은 'midasNFX CAE용어해설집'을 참고하고 있으며 공부용 블로그이므로 어떠한 상업적 의도가 없음을 밝힙니다. 또한 CAE에 관심있는 기계공학과 학생이 개인적으로 공부하며 작성하는 것이므로 정확하지 않을 수 있습니다. 혹여나 내용이 알맞지 않은 부분이 있다면 지적 부탁드립니다.