SOLIDWORKS Simulation에서 Mesh Quality 확인하는 법

모델 Meshing은 시뮬레이션을 수행하는 데 있어 필수적인 단계입니다. 

SOLIDWORKS Simulation에는 Meshing을 최대한 쉽게 만들어 줄 수 있는 기능과 알고리즘이 있지만 

결과에 대한 신뢰도를 판단하기 위해서는 Mesh Quality를 반드시 체크해야 합니다. 

시뮬레이션 트리 > 메시 > 마우스 오른쪽 클릭 > 자세히 

여기에서는 메시에 대한 정보를 확인할 수 있습니다. 특히 메시가 실제로 좋은지 나쁜지에 대한 여부를 판단할 수 있습니다. 

이에 대해 몇 가지 판단 기준에 대해 알아보겠습니다. 

1. 종횡비

수치적 정확도는 가장자리의 길이가 균일한 크기 요소가 메시로 잘 작성됩니다. 

대부분의 CAD 지오메트리는 작은 모서리, 곡률 변화, 얇은 형상 및 날카로운 모서리 등이 존재하기 떄문에 동일한 길이로 메시를 생성하기에는 어려움이 있습니다. 

이상적인 사면체 요소의 종횡비는 다른 요소의 종횡비를 계산하는 기준으로 사용됩니다. 

따라서 이상적인 사면체 요소의 종횡비는 1.0 입니다. 1.0에 가까울 수록 더 정확한 값을 계산할 수 있습니다. 

종횡비를 측정하는 방법은 다음과 같습니다. 

⒜ 가장 긴 요소의 모서리와 가장 짧은 요소 모서리의 비율

⒝ 가장 긴 법선(꼭짓점에서 수직으로 내린 선)과 가장 짧은 법선의 비율 

⒞ 가장 큰 외접원과 가장 작은 내접원의 비율

메시는 기하학적인 형상을 아주 작은 조각들로 나눈 근사치에 지나지 않기 때문에, 모델에 완벽하지 않은 요소들이 있을 수 있습니다. 

다시 말해, 좋은 메시는 완벽하게 모양을 갖춘 요소들로만 구성되기는 어렵습니다. 

하지만, 좋은 메시는 종횡비가 작거나 3보다 작은 값을 가진 거의 모든 요소들로 구성되야 합니다. 

다만 더 크고 복잡한 모델에서는 어려울 수 있으니, 이후  Mesh control 작업 과정에서는 전체 모델 수천 개중 단 몇 개의 요소들을 개선하려고 시간을 들일 필요는 없습니다. 

위의 표를 살펴 보겠습니다. 

① 최대 종횡비

최대 종횡비는 가능한 낮은 수이여야 합니다. (복잡도에 따라 10~30사이)

② 종횡비 < 3를 가진 엘리먼트 비율

더 복잡한 모델의 경우는 90대에 있어야하고 단순한 모델일 경우는 99 이상이여야 합니다.

③ 종횡비 > 10을 가진 엘리먼트 비율

가능하면 낮아야 하며, 이상적인 수는 0입니다. 

2. 야코비안