범용 3차원 테스트 모델를 이용한 레벨셋 방법의 재초기화 실험 (An Experiment of Level Set Method Reinitialization Using Common 3D Test Models)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 55권 / 5호 / 51 ~ 59페이지
· 저자명 : 박현주, 권오봉

초록

레벨셋 방법(Level Set Method)에서는 레벨셋 함수의 해를 수치적으로 구하는 과정에서 오차가 발생하여 시뮬레이션이 진행함에 따라 초기 값으로 준 형상이 틀어지는(distorted) 문제가 발생한다. 이 문제는 주기적으로 레벨셋 함수를 격자점에서 경계면까지의 부호거리 함수를 이용하여 다시 설정하여 해결하는데 이를 재초기화라고 한다. 일반적으로 레벨셋 방법에 있어서 격자 간격, 시간 간격, 재초기화 시간간격(주기) 등 시뮬레이션에 영향을 주는 파라미터는 한가지로 정해지지 않는다. 본 논문에서는 범용 3차원 테스터 모델을 초기형상으로 사용할 때 이러한 파라미터가 어떤 범위의 값을 갖는지 알아보기 위한 실험을 하였다. 저자들이 제안한 초기 경계면 모델링 방법과 재초기화 방법을 이용하여 레벨셋 방법 프로그램을 구현하고 범용 3차원 테스트 모델을 이용하여 실험을 하였다. 재초기화하지 않은 레벨셋 방법과 재초기화 한 레벨셋 방법을 가시화하여 비교하고, 재초기화 한 레벨셋 방법으로 범용 3차원 테스트 모델을 초기형상으로 사용할 때 시간간격은 0.01, 공간간격은 0.01∼0.02, 재초기화 시간간격을 0.1 즉 주기를 10( 레벨셋 시뮬레이션 10 번 마다 재초기화 1 번)으로 하는 것이 가장 적합한 것으로 확인하였다.

영어초록

In the level set method, Initial boundary interfaces are distorted because the numerical solving errors of the level set equation are accumulated in the process of the boundary interfaces moving. This boundary interface deterioration can be solved by periodically resetting the level set function by using the signed distance function from the grid points to the boundary interface, which is called reintialization. In general, the parameters affecting the simulation: the grid size and time step of the level set method, and reinitialization time step(reinitialization period), are not uniformly determined. A level set method program was implemented using the intial boundary modeling and the reinitialization method proposed by authors. In this paper, an experiment with the program was performed to know the values these parameters have when using common 3D test models as intial boundary interfaces. The experiment compared the level set method with reinitialization and the level set method without reinitialization through visualizing the simulation results. The experiment concluded that the best time step, the best grid size, and the reinitialization time step are 0.01, 0.01∼0.02, and 0.1 that is, reinitialization period is 10(1 reintialization every 10th level set simulation) respectively, when common 3D test models are used as the intial boundary interfaces.

참고자료

· 없음