주물 유동해석의 VR 가시화

VR Visualization of Casting Flow Simulation

본 연구에서는 주물의 유통해석결과를 3차원 모델로 복원하여 가상현실 디스플레이 상에 가시화 하는 방법을 제안한다. 먼저 기존 CAE 해석 소프트웨어를 사용하여 유한차분법 기반 열유동 수치해석을 수행한다. 이 과정에서는 주물의 설계모델은 그 형태가 규칙적인 사각형 격자에 근사되며 용탕을 주형에 주입하는 것을 시작으로 충전이 완료될 때까지 사전에 정의된 단계수만큼 반복적으로 전체 복셀에 대한 충전도와 온도수치가 기록된다. 다음 단계에서는 그 결과별 입력으로 하여 복셀 단위로 주울 형태를 복원한다. 이 때 유통진행에 따른 각 단계에서 각 복셀의 충전여부와 온도수치를 색상에 대응시켜 복셀의 색상을 결정한다. 복원 모델은 수평형 가상현실 디스플레이 장치인 Projection Table 상에서 가시화 하였으며 액티브 스테레오 방식으로 입체화면을 제공한다.

In this research we present a method to reconstruct the casting flow simulation result as a 3D model and visualize it on a VR display. First, numerical analysis of heat flow is performed using an existing commercial CAE simulation software. In this process the shape of the original design model is approximated to a regular rectangular grid. The filling ratio and temperature of each voxel are recorded iteratively by predefined number of steps starting from pouring the melted metal into a mold until it is entirely filled. Next we reconstruct the casting by voxels using the simulation result as an input. The color of voxel is determined by mapping the colors to temperature and filling ratio at each step as the flow proceeds. The reconstructed model is visualized on the Projection Table which is one of horizontal-type VR display. It provides active stereoscopic images.