DAFUL Higher-order FE Body의 Contact Point 확인

DAFUL Higher-order FE Body의 Contact 이 어떻게 발생하는지 알아보기 위하여 테스트 모델을 구성하여 확인해보았다.

테스트 모델 구성

접촉 조건:

강체 Body 와 FE Body가 접촉하는 상황이며, General Contact 설정은 다음과 같다.

Stiffness, Damping, Friction, Contact Accuracy 는 DAFUL 6.1 버전 기준 기본값과 동일하다.

강체 Body 의 Faceset 를 General contact 의 Base body로,

FE Body 의 patchset를 General contact 의 Action body 로 설정하였다.

① Node Only Option 이 활성화되어 있으며 Action & Base cross check 옵션을 꺼주었다.

→ 따라서 Base Body인 강체 Body의 면(Faceset)과 Action Body인 FE Body의 patchset 내 Node가 접촉하는지 만을 확인한다.
    (접촉 포인트 탐색 시간이 절반 수준으로 감소한다.)

② Factor for Internal Point 옵션을 켜고 값을 1로 주었다.

→ 기존 FE Body에 존재하는 노드와 노드 사이에 접촉을 위한 Contact point가 생성된다.

    (접촉 포인트 탐색 시간이 증가하지만, 기존에 접촉이 불안정했던 경우 접촉이 안정되면서 오히려 해석속도가 빨라질 수도 있다.)

결과 확인

Quadratic Tetrahedron 이 접촉하는 경우를 관찰한 경우는 아래와 같다.

가운데 1~4 의 숫자로 표시한 네개의 길다란 파란 화살표가 보이는데, Action body(=FE Body)에 작용하는 접촉력을 그린 것이다.

1은 사면체의 꼭지점에 해당하는 노드가 접촉하여 나온 접촉력이다.

3은 사면체의 센터 노드가 접촉하여 나온 접촉력이다.

2와 4는 Factor for Internal Point 옵션에 의하여 생긴 Contact point가 접촉하여 생긴 접촉력이다.

▼ 참고: Quadratic Tetrahedron. Factor for Internal Point 옵션을 켜면 각 노드 사이에 Contact 을 위한 point 가 생긴다.

즉 아래 이미지에서 파란색 점과 꼭지점 사이에 빨간색으로 표시한 추가적인 접촉점이 생긴다.

결론

결론: DAFUL 에서 Higher-order element 에 접촉을 적용할 때 센터 노드에도 접촉이 잘 발생하며,

        Factor for Internal Point 옵션도 잘 적용된다.