나스트란

Nastran
나스트란
개발자MSC 소프트웨어, NEi 소프트웨어, Siemens Digital Industries 소프트웨어
안정적 해제
2014; 8년 전(2014년)
리포지토리
기록 위치포트란
운영 체제크로스 플랫폼
유형유한요소해석 시뮬레이터
면허증소유권 EULA

NASTRAN은 미국 정부가 항공우주산업을 위해 1960년대 후반에 NASA를 위해 개발한 유한요소분석(FEA) 프로그램이다. MacNeal-Schwendler Corporation(MSC)은 공개 가능한 NASTRAN 코드의 주체 및 개발자 중 한 명이었다.[1][2] NASTRAN 소스 코드는 다양한 회사가 배포하는 여러 가지 다른 소프트웨어 패키지에 통합되어 있다.

역사

1964년 NASA의 구조 역학 연구 프로그램에 대한 연례 검토 결과, 연구 센터들은 각자의 필요에 맞는 구조 분석 소프트웨어를 별도로 개발하고 있는 것으로 밝혀졌다. 리뷰는 하나의 일반적인 소프트웨어 프로그램을 대신 사용할 것을 권고했다.[3] 이에 임시 위원회가 구성되었다. 위원회는 기존의 어떤 소프트웨어도 그들의 요구 조건을 충족시킬 수 없다고 결정했다. 그들은 이 소프트웨어를 개발하기 위한 협력 프로젝트를 수립할 것을 제안하고 소프트웨어 기능을 개략적으로 설명하는 명세서를 작성했다.[4]

이 소프트웨어를 개발하기 위한 계약이 컴퓨터 과학 공단에 수여되었다. 1960년대 개발 당시 이 프로그램에 처음 사용된 이름은 General Purpose Structural Analysis의 약어인 GPSA이다. NASTRAN이라는 프로그램에 대해 NASA가 승인한 최종 공식 명칭은 NASA STRuich ANAlysis에서 형성된 약어다. NASTRAN 시스템은 1968년에 NASA에 공개되었다. 1960년대 후반, 맥닐-슈웬들러 주식회사(MSC)는 MSC/NASTRAN(결국 MSC가 되었다)이라고 불리는 NASTRAN의 자체 버전을 마케팅하고 지원하기 시작했다.나스트란). 원래의 소프트웨어 아키텍처는 조 뮬(NASA)과 제럴드 샌들러(NASA), 스티븐 번즈(로체스터 대학)가 개발했다.

NASTRAN 소프트웨어 애플리케이션은 우주왕복선과 같은 보다 효율적인 우주선 설계를 돕기 위해 작성되었다. NASTRAN은 1971년 NASA 기술 활용 사무소에 의해 대중에게 공개되었다. NASTRAN의 상업적 사용은 어떤 크기, 형태 또는 용도의 탄성 구조물의 행동을 분석하는 데 도움을 주었다. 예를 들어, 자동차 산업은 이 프로그램을 사용하여 프론트 서스펜션 시스템과 스티어링 링크를 설계한다. 철도 선로와 자동차, 교량, 발전소, 초고층 건물, 항공기 설계에도 사용된다. 이 프로그램만 해도 1971년부터 1984년까지 비용 절감으로 7억100만 달러를 돌려준 것으로 추산됐다. NASTRAN은 1988년 미국 우주재단 우주기술 명예의 전당에 입성했는데, 이것은 이 권위 있는 영예를 받은 최초의 기술 중 하나이다.[5]

NASTRAN 프로그램은 많은 버전에 걸쳐 진화해왔다. 각각의 새로운 버전은 분석 능력과 수치 성능의 향상을 포함하고 있다. 오늘날, NASTRAN은 항공우주, 자동차, 해양 산업에서 전세계적으로 널리 사용되고 있다. NASTRAN은 선형, 탄성, 정적, 동적 분석과 같은 항공우주 구조물의 기본 분석 유형에 대한 산업 표준이라고 주장되어[3] 왔다.

2001년에 NASA Classic 패키지와 함께 NASA는 또한 NASTRAN 소스 코드를 오픈 채널 소프트웨어를 통해 대중에게 공개하였다.[1][6][2]

2002년 11월 MSC Software는 경쟁업체인 CAE 공급업체인 유니버설 애널리틱스(UAI)와 컴퓨터 구조분석 및 리서치(CSAR)의 두 인수와 관련하여 공정위와 독점금지 사건을 해결하기로 최종 합의했다. 공정위는 이번 인수가 반경쟁적 활동을 나타낸다고 주장했었다. 합의 조건에 따라, MSC는 현재 나스트란 소프트웨어의 복제본을 분리했다. 그 분할은 UGS Corporation에 대한 로열티 없이 영구적이고 비독점적인 면허를 통해 이루어졌다. UGS 코퍼레이션은 2007년 지멘스에 인수되었다.[7]

NASTRAN의 상용 버전은 현재 여러 공급업체에서 구입할 수 있다.

소프트웨어 아키텍처

NASTRAN은 주로 FORTRAN으로 작성되며 100만 줄 이상의 코드를 포함하고 있다. NASTRAN은 소형 워크스테이션에서 가장 큰 슈퍼컴퓨터에 이르는 다양한 컴퓨터 및 운영 체제와 호환된다.

NASTRAN은 처음부터 여러 모듈로 구성되도록 설계되었다. 모듈은 모델 기하학 처리, 행렬 조립, 제약 조건 적용, 매트릭스 문제 해결, 출력량 계산, 데이터베이스와의 대화, 솔루션 인쇄 등 특정 작업을 수행하도록 설계된 FORTRAN 서브루틴 모음입니다. 모듈은 DMAP(직접 매트릭스 추상화 프로그램)라는 내부 언어로 제어된다.

이용 가능한 각 유형의 분석을 솔루션 시퀀스라고 한다.

가장 일반적인 솔루션 시퀀스 코드는 다음과 같다.

  • 101 - 선형 정적
  • 103 - 모달
  • 105 - 좌굴
  • 106 - 비선형 정적
  • 107 - 직접 복합 고유값
  • 108 - 직접 주파수 응답
  • 109 - 직접 과도 응답
  • 110 - 모달 복합체 고유값
  • 111 - 모달 주파수 응답
  • 112 - 모달 과도 응답
  • 129 - 비선형 과도현상
  • 144 - 정적 공기탄성 분석
  • 145 - 펄럭임/에어로저탄성 분석
  • 146 - 동적 에어로탄성 분석
  • 153 - 열전달과 결합된 비선형 정적
  • 159 - 열전달과 결합된 비선형 과도현상
  • 187 - 동적 설계 분석 방법
  • 200 - 설계 최적화 및 민감도 분석
  • 400 - 비선형 정적 및 동적(불확실성) (MSC).NASTRAN 네이티브, MSC의 106, 129, 153 및 159를 대체한다.NASTRAN)
  • 401 - 비선형 정적, 동적, 호 길이, 모달 등(Simcenter Nastran, 이전 NX Nastran)
  • 402 - 비선형 정적 및 동적(불확실) (NX 기반 SAMCEF).NASTRAN)
  • 600 - 비선형 정적 및 동적(불확실) (MSC 전면 끝)마크 - MSC의 일부.NASTRAN)
  • 601 - Implicit Non-Linear(NX Nastran용 ADINA, 2020년 이후에는 NX NASTLAN에서 더 이상 사용할 수 없음)
  • 700 - 명시적 비선형(LS Dyna + MSC)Dytran - MSC의 일부.NASTRAN)
  • 701 - 명시적 비선형(NX Nastran용 ADINA, 2020년 이후에는 NX NASTran에서 더 이상 사용할 수 없음)
MSC. Nastran 분석 모델의 예

관련 소프트웨어

NASTRAN은 주로 유한요소해석을 위한 해결사다.[8] 그래픽으로 모델을 제작하거나 메싱할 수 있는 기능을 가지고 있지 않다. 프로그램에 대한 모든 입력과 출력은 텍스트 파일 형식이다. 그러나, 복수의 소프트웨어 벤더는 유한 요소 모델 구축과 결과 분석을 단순화하도록 설계된 사전 및 사후 프로세서를 판매한다. 이러한 소프트웨어 도구는 CAD 지오메트리를 가져오고 단순화하며 유한 요소와 메쉬하며 부하와 구속장치를 적용하는 기능을 포함한다. 이 도구를 통해 사용자는 NASTRAN에 분석을 제출하고 결과를 가져와 그래픽으로 표시할 수 있다. 사전 및 사후 처리 기능 외에도, 몇몇 나스트란 벤더는 나스트란 제품에 보다 진보된 비선형 기능을 통합했다.

NASTRAN 옵션

NASTRAN 원본 소스 코드를 기반으로 다음과 같은 소프트웨어 옵션을 사용할 수 있다.

MSC 나스트란

MSC 나스트란은 1963년 리처드 맥닐 박사와 로버트 슈웬들러가 시작한 상업용 나스트란 오리지널 제품이다. MSC Nastran은 일반적으로 구조 분석을 수행하는 데 사용된다. 모든 산업에서 활용되지만, 구조물의 구성요소 및 시스템 수준 모델에 대한 계산 응력과 변형률 분석을 수행하기 위해 항공우주 및 자동차 산업에서 강력한 추종력을 유지하고 있다. 1963년부터 MSC 나스트란은 지속적으로 진화하여 역학, 로토다이내믹스, 비선형, 열, 높은 충격, NVH, 유체 구조 인터랙티브 및 피로해석 등으로 기능을 확장해 왔다. 현재는 MSC Marc 및 LS-Dyna와 결합하여 고도로 비선형 결합 분석 솔루션을 제공한다.

NASTRAN-xMG

NASTRAN 아키텍처와 DMAP 언어를 포함한 NASA가 만든 원래 NASTRAN 소프트웨어와 동일한 기본 코드로 구축된 NASTRAN-xMG는 문제 크기 무제한, 고속 해결사 기술, 하위구조 분석 옵션을 제공한다. 이 회사의 주요 설립자는 리차드 H. 맥닐 박사다.[9]

네이 나스트란

NEi Nastran은 구조물과 기계부품의 선형 및 비선형 응력, 역학 및 열전달 특성 분석에 사용되는 범용 유한요소해석 솔루션이다. 32/64비트 Windows 및 Linux를 포함한 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있다.[10] 이 소프트웨어는 오토데스크가 2014년 5월 인수한 소프트웨어다. [11]

Simcenter Nastran(이전에는 NX Nastran으로 알려져 있음)

NX 나스트란은 공정위가 MSC 코퍼레이션에 대해 반독점 활동 혐의를 제기한 결과였다. 독점금지조약은 2003년에 MSC에 대한 로열티 없는 영구면허를 구입하는 것을 허용했다.UGS에 의한 Nastran 2001 소스 코드. UGS는 이전에 EDS의 유니그래픽스 부문이었다. NX Unigraphics의 CAD 및 기타 부품에 NX Unigraphics의 CAE 기능이 추가되어 EDS/UGS PLM Solutions 제품 라이프사이클 관리 제품군을 구성하였다. 이 제품군은 2007년 SIEMENS에 인수되어 Siemens Digital Industry Software가 되었다.

구매에는 소프트웨어 프로그램 MSC의 영구적, 전 세계적으로 로열티 없는, 비독점적 사용권이 포함되었다.Nastran v2001, 소프트웨어와 관련된 기타 자산 및 1999년 MSC가 Universal Analytics Inc.[12]와 Computerated Structural Analytics & Research Corp.를 인수한 결과 취득한 모든 저작권 및 상표권.

Simcenter Nastran(NX Nastran)은 이제 Simcenter 3D CAE 애플리케이션 내의 주요 해결사 중 하나로 Siemens Digital Industrial Software의 Simcenter 제품 포트폴리오의 일부가 되었다.

OCF 나스트란

Nastran의 원본과 바이너리 복사본은 모두 Open Channel Foundation에서 연간 라이센스 비용으로 이용할 수 있다. 이것은 국립 기술 이전 센터에서 나사의 우주 수집품 배포의 일부였다. 2015년 6월 GitHub에 게재되었다.[citation needed]

오프슈트

NASTRAN의 성공은 다른 많은 유한요소 소프트웨어의 개발로 이어졌다. 그러한 소프트웨어 중 하나는 구조 최적화를 포함하도록 NASTRAN 유형 기능을 확장한 ASTROS이다. 현재 ASTROS는 Zona Technology, Inc.에 의해 유지되고 있다.[13]

경쟁

현재 상업적으로 이용 가능한 수많은 FEA 제품이 있으며, 그 중 일부는 NASTRAN이라는 명칭을 포함하지는 않지만 NASTRAN 입력 형식을 읽을 수 있다. 이들 중 상당수는 유한요소 소프트웨어 패키지 목록, CAE 및 FEA 페이지(아래 카테고리 참조)에 열거되어 있다.

참조

  1. ^ a b NASA, Susan M(2001년 10월 25일)이 newsbytes.com에 클래식 소프트웨어를 출시하다
  2. ^ a b NTTC, OSC 우주국의 생일 축하, "2016-05-16년 보관된 "NASA 클래식" 소프트웨어 앱을 상업 시장에 출시 (openchannelsoftware.com)
  3. ^ a b NASA.gov "NASA 보도 자료 2008"
  4. ^ MacNeal, Richard H, 페이지 i, "The NASTRAN 이론 설명서", 1972년 12월
  5. ^ NASA.gov "NASA Spinoff Magazine 2002"
  6. ^ slashdot.com(2001)의 NASA-News-News-To-Public-Domain
  7. ^ UGS 코퍼레이션
  8. ^ http://www.ftc.gov/opa/2001/10/msc.shtm 2013-09-08년 웨이백 머신 "FTC 보도자료: FTC 도전 MSC"에 보관.두 명의 Nastran 경쟁업체의 소프트웨어 인수 2001년 10월
  9. ^ http://www.macnealgroup.com/www/products/ 2013-02-27, 웨이백 머신 "tMG Nastran-xMG"에 보관
  10. ^ http://www.nenastran.com/nei-nastran.php 웨이백 머신 "NEI 소프트웨어 NEi Nastran"에 2016-05-16 보관
  11. ^ http://www.3dcadworld.com/autodesk-acquires-nei-nastran-solver/ "Autodesk ACQUIRE NEI NASTRAN SOLVER"
  12. ^ http://www.ftc.gov/opa/2002/08/mscsoftware.shtm 2013-05-26을 웨이백 머신 "공정위 보도자료: MSC.소프트웨어는 나스트란 소프트웨어를 디제스팅하여 공정위의 요금을 정산한다. 2002년 8월
  13. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2016-11-06. Retrieved 2013-04-21.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)