들로네 셀 분할 알고리즘과 전기 회로 유사성을 이용한 횡 방향 투수 계수 예측 모델

Abstract

제조 공정 중 복합재의 압밀 거동으로 인해 변화하는 섬유 분포는 제조 공정의 가장 중요한 유동 특성인 투수 계수를 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 섬유 분포에 따른 변화를 설명하기 위해서는 많은 데이터가 필요하므로 이를 빠르고 정확하게 얻을 수 있는 투수 계수 예측 모델이 필요하다. 본 연구에서는 유체 도메인 간략화를 통해 빠르고 정확한 투수 계수 예측 모델이 개발되었다. 섬유 중심을 이용한 들로네 삼각 분할이 적용되어 유체 도메인을 세그먼트화 하였다. 섬유 사이의 유동은 세그먼트 사이의 공유되는 모서리에 윤활 근사를 적용하여 모델링 되었다. 연속성을 만족시키기 위해 스토크스 유동과 전기 회로의 유사성을 이용하여 전기 회로의 풀이 방법을 적용하였다. 개발된 모델의 성능은 복합재료의 시뮬레이션 도메인 생성 매개변수에 해당하는 섬유 체적비와 최소 섬유 간 거리에 따라 검증이 진행되었다. 평균적으로 시뮬레이션 대비 97.74%의 정확도와 계산 비용을 약 1,700배 줄이는 모델이 개발된 것을 확인했다.