Development of meshfree particle Methods

무요소 계산법의 발전과 전개

Finite element Methods(FEM) have been the primary computational methodologies in science and engineering computations for more than half centuries. One of the main limitations of the finite element approximations is that they need mesh which is an artificial constraint, and they need remeshing to solve in some special problems. The advantages in meshfree Methods is to develop meshfree interpolant schemes that only depends on particles, so they relieve the burden of remeshing and successive mesh generation. In this paper we describe the development of meshfree particle Methods and introduce the numerical schemes for Smoothed Particle hydrodynamics, meshfree Galerkin Methods and meshfree point collocation mehtods. We discusse the advantages and the shortcomings of these Methods, also we verify the applicability and efficiency of Meshfree Particle Methods.

유한요소법(Finite Element Methods)은 지난 수십 년 동안 다양한 공학문제를 해석하는 주요 수치해석기법으로서, 지속적으로 연구$\cdot$개발되어 오늘에 이르고 있다. 그러나, 유한요소법은 계산을 위하여 요소망을 구성해야 하고 일부의 문제에 대하여서는 요소망을 재구성하는 등 특별한 처리기법과 계산의 소요가 필요하다. 이와같은 단점을 극복하기 위하여 무요소법(Meshfree Methods)이라 불리우는 일단의 수치해석 기법들이 고안되었다. 무요소법은 요소를 사용하지 않고 절점(node)만을 이용하여 함수를 근사하는 수치해석기법이다. 본 논문에서는 무요소법이 고안된 배경과 그 연산구조를 소개하고 무요소법의 대표적인 방법들인 Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)방법, 무요소 갤러킨 방법(Meshfree Galerkin Methods) 그리고 무요소 선점법(Meshfree Point Collocation Methods)의 기본 개념과 이들 수치해석기법의 방법론을 알아본다. 그리고 이들 방법의 장단점과 그 적용 예를 통하여 무요소 계산법의 유효함을 보인다.