정해석 - static analysis

자연계에서 일어나고 있는 대부분의 현상들은 공간 상의 위치와 시간에 따라 그 거동이 변하는 것이 일반적이다. 바람의 속도나 대기 온도만 생각하더라도 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

하지만, 어떠한 특수 거동들은 시간이 경과해도 일정한 상태를 유지한다. 대표적인 경우가 벽걸이 시계 추의 요동으로서, 시간과는 무관하게 항상 일정한 속도로 진동한다. 이처럼 시간과 무관한 일정한 거동을 정적인 거동(static behavior)이라고 부르고, 그렇지 않은 경우를 동적인 거동(dynamic behavior)이라고 부른다.

정적인 거동은 시간에 따른 변화가 없기 때문에 공간 상의 위치에 따른 변동만을 분석하면 되기 때문에 동적인 거동에 비하여 훨씬 간단하다. 이렇게 시간이란 변수를 배제하고 공간 상의 위치에 따른 거동만을 분석하는 것을 정해석 이라고 부른다. 정해석 (static analysis)은 정상상태(steady state) 해석이라고도 불린다.

한편 시간에 따른 결과의 변화까지를 포함한 해석을 동해석(dynamic analysis) 혹은 비정상상태(unsteady state) 해석이라고 부른다. 냉장고 내부의 온도분포는 정해석 으로 분석할 수 있지만, 자동차의 충돌 거동은 동해석을 통해서만 분석할 수 있다.

어떠한 자연현상은 초기에는 비정상상태 거동을 나타내지만 어느 정도 시간이 경과하면 정상상태 응답(steady state response)을 나타낸다. 대표적인 경우로 일정한 온도를 유지하고 있는 물 속에 고온의 쇳덩어리를 담구었을 때의 열전달 현상이다. 초기에는 물의 온도는 증가하고 쇳덩어리의 온도는 감소한다. 하지만 두 물체의 온도가 같아지는 시점부터는 시간에 따른 온도변화는 더 이상 발생하지 않는다. 그리고 이러한 특수한 거동을 나타내는 문제에 있어서는 해석의 목적에 따라 동해석 혹은 정해석 을 선별적으로 적용할 수 있다.