Active Simulation Control / 시뮬레이션 제어 기능

1. 설명과 사용

시뮬레이션 제어 기능은 설정한 조건들에 의해 유발되는 일련의 조치들의 그룹인 이벤트를 사용하여 적용 대상들(components, 경계조건 등)의 거동을 능동적으로 제어하도록 설계되어 있다.

용어 설명

  • 대상 : 조절 가능한 물성치를 갖는FLOW-3D의 개체이며, 이는 동적 구성요소, 경계조건, 소스, 스퀴즈 핀과 출력데이터를 포함한다.
  • 조건 : 진실 또는 거짓으로 평가될 수 있는 이력 탐구로부터의 정보에 근거한 논리적 상태. 예를 들면 T ≤ 300K, or U > 10m/sec.
  • 작동 : 이는 예를 들면 유량이나 속도 같은 object의 물성치의 변화이다
  • 이벤트 : 하나 또는 그 이상의 조건에 의해 발생되는 지정 개체의 물성이나 상태를 변화시키는 행위이다. 예를 들면 한 동적 구성 요소에 대한 하나의 이벤트는 다음과 같을 수 있다.

조건 : 만약 T ≤ 300K 이거나 U > 10m/sec라면

작동 : 움직이는 구성요소의 각속도를 감소시킨다.

유사 코딩에서 이벤트는 기본적으로 if 서술이다.

다음은 시뮬레이션 제어 기능 이벤트의 다른 예제들이다:

  • 지정한 probe의 압력이 지정된 값보다 클 경우 벤트를 개방
  • 지정한 probe가 유체에 접촉할 때 대상 개체의 운동을 유발(즉, 고압다이캐스팅 공정에서 용융금속이 게이트에 도달하면 플런저를 저속에서 고속으로 증가시킴.)
  • 댐 수문이나 유사 구조물의 개폐
  • 중력주조 해석 시 탕구나 래들에서 용융금속이 특정 높이에 도달할 경우, 넘쳐흐르는 것을 피하기 위해 용탕 주입 중지를 위한 제어

이벤트는 개체들, 경계조건 또는 다른 대상 개체들과 연관이 있다. 대상 개체의 성질에 따라 한 개체가 여러 가지 이벤트를 가질 수 있고, 한 이벤트는 한 개 이상의 probe조건을 가지거나 한 개 이상의 작동을 할 수 있다. 예를 들어 경계조건을 바꾸는 하나의 이벤트는 두 가지의 작동을 할 수 있다: 즉 그 경계에서 하나는 압력을 바꾸는 것이고 다른 하나는 온도를 바꾸는 것이다.

임의의 probe는 probe조건을 정의하는데 사용될 수 있다. 만약에 다수의 probe조건이 존재하면 probe조건들 사이의 논리가 지정되어야 한다. 단, “ALL”(즉, “and” 설정) 또는 “ANY”(즉, “or” 설정)만 허용된다. “ALL”이 설정되면 모든 probe조건들은 한 이벤트가 유발되게끔 만족되어야 한다. 반면에, “ANY”가 지정되고 임의의 probe조건이 만족되면 이벤트가 발생될 것이다.

기능 작동은 시간에 따라 특성들 바꿀 수 있으며, 원래 설정 시에 시간에 따른 모든 특성들은 기능이 작동될 때 시간에 따라 변한다.  이러한 시간에 종속되는 특성들은 input 파일에 있는 같은 시간표를 사용하지만 작동된 기능은 시뮬레이션 시간에 상관없이 시간표에서 t=0에서 시작한다. (즉, 작동이 되는 시간이 초기시간인 “0”으로 간주된다.) 또한 시뮬레이션 제어 기능은 시간 종속 데이터를 외부 파일로부터의 불러올 수 있다. 외부 파일은 원래 정의된 것과 같은 방법으로 지정된다.

다중 이벤트는 그들의 조건이 만족되면 한 시간 단계에 한 object에 대해 유발될 수 있다. 일단 한 이벤트가 유발되면 모든 action이 활성화되고 똑 같은action이 다른 이벤트에 의해 활성화 될 때까지 지속된다. 즉 다른 이벤트가 같은object에 대해 유발되더라도 새로 유발된 이벤트가 같은action을 취하지 않는 한 현재의 유발되는 이벤트는 유효하다. 동시에 유발된 다중 이벤트가 같은action을 포함하면 마지막 유발된 이벤트에서 정의된 action관련 물성이 사용될 것이다.

시뮬레이션 제어 기능의 이벤트는 다음의 대상들에 적용될 수 있다.

  1. 냉각채널 가동과 중지
  2. 시뮬레이션 종료

스퀴즈핀 활성화 : probe변수들은 유체온도와 고상분율에 제한되어있다.

밸브와 밴트 : 외부압력 그리고/또는 온도를 변화시키거나 잠금

질량-모멘텀 소스 : 유량 그리고/또는 유속 변경

  1. 질량소스 : 유량 변경
  2. GMO : 단지 규정된 운동에 대한 선속도와 각속도 변경
  3. 경계조건 : 압력, 온도, 속도, 체적유량 그리고/또는 유속 변경
  4. Output조절 : 재시작, history 및 selected 데이터의 변경

시뮬레이션 제어 기능은 외부파일의 시간 종속 데이터를 지원한다.

2. Model Setup모델 설정

이벤트 정의는 이벤트가 적용되는 각각의 상응하는 기능과 관련이 있다. 일반적으로 각각의 적합한 기능에 대해서 특성 정의 메뉴의 위나 옆에 이벤트 버튼이 있다. 버튼을 클릭하면 이벤트 정의창이 열리게 된다.

각 이벤트에서 설정은 probe 조건 정의, 작동 그리고 특성 정의를 포함하며, 최대 10개의 probe조건들이 정의될 수 있다. 각 probe조건에서 우선 probe ID의 하단 메뉴에서 이용 가능한 history probe를 선택한다. 다음에 사용 가능한 변수들이 작동 제어 모델에 의존한다는 것을 상기하여 Probe Variable Name 하단 메뉴에서 원하는 변수를 선정한다. 이 때에 Relational Operator 와 Critical Value는 probe조건 정의를 완료하기 위해 지정되어야 한다. 추가로 Use Absolute Value 논리적 비교 목적의 probe에서 정해진 절대변수 값을 사용하도록 지정되어야 한다. 각probe조건들은 활성화 또는 비활성화 될 수 있다. 다중의 활성화된 probe 조건이 있으면 Event condition logic이 지정되어야 한다. 현재는 단지 ALL 또는 ANY만 허용된다. 만약에 ALL이 지정되면 모든 가능한 probe조건들이 이벤트를 작동시키기 위해 만족되어야 한다. 반면에 Any가 지정되면 어떤 만족된 probe조건이 이벤트를 작동시키게 된다. 또 probe조건 설정이 안되거나 모든 probe조건이 비활성화되면 이벤트 역시 비 활성화된다.

이용 가능한 작동 기능들은 기능의 성질에 따라 다르다. 예를 들면 밸브에 대한 작동 기능들은 잠그기 위해 Off로 설정, 외압을 조절하기 위해 Valve pressure, 그리고 밸브 외부온도를 조절하기 위해 Valve temperature가 있다. 그러나 잠긴 밸브는 외부 온도나 압력을 고려할 필요가 없어서 밸브 온도와 압력은 의미가 없으므로 이 두 작동 기능에 대해서는 Off가 사용될 수 없다.

또 다른 예제로, restart output의 시뮬레이션 제어 기능은 단지 restart output구간만 변경될 수 있으므로 단지 하나의 작동만 허용된다. 그러나 가능한 구간은 Basis for Output 에 의존할 것이다. 시간이 선정되면 Time Interval 작동이 이용 가능하다. 충진율이나 고상분율이 선택되면 충진/고상분율의 설정이 가능하다.

일단 하나의 작동 기능이 선택되면 상응하는 작동 특성이 지정되어야 한다. 특성이 시간 종속이면 시간 종속표가 다른 일반 시간종속 변수들과 유사하게 정의될 수 있다. 시간 종속표는 외부 파일로부터 불러올 수 있다. 작동이 정의되지 않거나 정의된 작동 기능이 유효하지 않으면 이벤트는 비활성화될 것이다. 더 많은 이벤트는 Add Event를 클릭하여 추가될 수 있다.

시뮬레이션 제어 기능의 이벤트는 상응하는 개체에 정의되므로 각 개체에 대해 얼마나 많은 이벤트가 정의되는지, 그리고 이벤트에 의해 유발되는 작동 기능을 아는 것이 쉽지 않다. 이벤트 관리를 편리하게 하기 위해서는 모든 활성화된 이벤트가 Model Setup >Meshing & Geometry 창의 툴 바에 있는 Show active probe events 아이콘을 클릭함으로써 한 창에 나타나도록 할 수 있다.

팝업창에서 모든 활성화된 이벤트는 표에 나타낼 수 있는데 이들은 probe조건에 따라 나뉘어져 있다. Probe ID, 이벤트 개체, 이벤트, probe변수, 이벤트 작동들은 모두 각probe조건의 표 창에서 볼 수 있다. 그리고 표는 사용자들에게 probe들 및probe조건들의 관점에서 시뮬레이션 제어 기능의 전반적인 상황을 보여준다.

계산 중에는 새 이벤트가 작동될 때 마다 메시지가 스크린, HD3MSG, HD3OUT, 그리고REPORT 파일들에 쓰여질 것이며, 이는 작동시간, 사이클 수, 작동 이름, 이벤트 수, 그리고 이벤트 이름 들을 포함한다.

 

3. Restart 재시작

시뮬레이션을 재시작 할 때 이벤트 상태가 유지될지를 선택할 수 있다. 이벤트 상태를 선택하고 작동된 이벤트가 재시작 소스에서 발견되면, 해당 메시지가 상응하는 파일들에 기록될 것이다. 재시작 시에 해석 시간이 다시0으로 설정되면, 전반적으로 재시작 설정이 일치하도록 이벤트 시간 또는 0으로 재 설정되는 것에 주의한다.

시뮬레이션 제어 기능은 특정 개체에 대해 작동하므로 재시작 시에 올바른 이벤트 상태를 유지하기 위해 일정 규칙이 지켜져야 한다:

  1. 이벤트에 의해 상태가 변하고 있는 개체의 정의는 재시작 시에도 같아야 한다. : 특히 상응하는 개체 트리상의 순서 서열 및 그의 시간표에 대해 상응하는 개체에 대한 모든 이벤트가 제거되지 않는 한, 개체의 상태가 변하는 이벤트 목록의 순서를 포함한 이벤트의 정의는 재시작 시의 정의와 같아야 한다. 이 경우에 개체의 상태는 재시작 소스에서와 같이 변하지 않고 유지될 것이다.
  2. 개체상태가 재시작 소스에서 변경되고 새로운 특성들이 외부 파일로부터 지정된다면, 변화를 발생시키는 이벤트들이 정의되어야 하고, 같은 외부파일들을 포함해야 한다.

냉각채널을 켜고 끄는 상태와 스퀴즈핀 활성화 상태는 항상 재시작 시에도 유지된다.