이상적인 점탄성체 항복 조건을 이용한 폭발 시뮬레이션 (Simulation of Explosion Using the Ideal Viscoelastic Object Yield Condition)

서지정보

· 발행기관 : 한국게임학회
· 수록지 정보 : 한국게임학회 논문지 / 14권 / 6호 / 49 ~ 58페이지
· 저자명 : 성수경, 김경수, 신병석

초록

입자 기반 유체 시뮬레이션에서 유체와 완전탄성체의 중간 형태인 점탄성체는 유체와는 달리 물질의 변형에 대한 항복응력(yield stress)이 필요하다. 기존 입자 기반의 점탄성체 연구에서는 폰 미제스(von Mises) 항복조건을 사용해 점탄성체의 변형을 표현하였으나 폭발을 표현하지는 못하였다. 본 논문은 물체가 받는 수많은 방향의 힘을 계산해야 하는 폰 미제스의 항복조건과는 달리 최대 주응력과 최소 주응력의 차를 이용해 쉽게 근사 할 수 있는 트레스카(Tresca)의 항복조건을 변형한 이상적 점탄성체 항복조건을 제안한다. 폰 미제스의 항복조건을 쉽게 근사 화하기 위해 물체가 받는 힘을 변형된 길이로 표현한 기존 입자 기반의 시뮬레이션과 달리, 본 논문은 트레스카의 항복조건을 바탕으로 2차원 물체가 힘을 받아 변형된 넓이를 주응력으로 가정한다. 가장 큰 힘을 받는 순간을 최대주응력, 가장 적은 힘을 받는 순간을 최소 주응력으로 근사 화하여 차이를 계산한다. 점탄성체의 경계면이 이상적 항복 조건 이상으로 줄어들 때 물체가 한계응력을 이기지 못하고 현실감 있게 폭발하는 과정을 표현할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

In particle-based fluid simulation, the yield stress is required for the deformation of the viscoelastic material like gel. von Mises’s yield condition has been proposed to implement deformation of viscoelastic objects, but did not express the explosion. Furthermore, von Mises’s yield condition is hard to approximate. We propose an ideal yield condition for viscoelastic object that reference from Tresca’s yield condition. Unlike conventional particle-based simulation approximate the external power by the deformed length of the object, this paper is approximate the external power by area of the object. We check up that explosion was realistic when a viscoelastic object is compressed under the ideal yield condition.

참고자료

· 없음