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멀티피직스 해석, 안전 시뮬레이션, Simcenter 3D   주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.plm.automation.siemens.com/global/ko ■ 자료 제공 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 02-3016-2000, www.plm.automation.siemens.com/global/ko / 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr / 스페이스솔루션, 02-2027-5930, www.spacesolution.kr   Simcenter 3D는 구조, 음향, 유동, 열, 모션, 전자기장, 재료 및 복합소재 해석을 지원하고, 최적화 및 다중 물리 시뮬레이션을 포함하는 시뮬레이션 솔루션이다.  솔버 및 전/후처리 기능은 시뮬레이션 기반의 통찰력을 시간 내에 얻기 위해 필요한 모든 도구를 제공한다. 또한, 1D/3D를 연동한 시뮬레이션 및 시험/시뮬레이션을 연계한 Hybrid 모델링 기능 덕분에 Simcenter 3D는 이전보다 현실적인 시뮬레이션 성능을 제공할 뿐만 아니라, 데이터 관리 기능을 갖춘 확장 가능한 개방형 CAE 통합 환경이다.  Simcenter 3D는 고성능의 지오메트리 편집, 연상 시뮬레이션 모델링 및 다분야 솔루션을 업계 전문 기술과 통합하여 시뮬레이션 프로세스 속도를 단축한다. Simcenter 3D는 모든 CAD 데이터와 함께 사용할 수 있는 독립형 시뮬레이션 환경을 제공하며, NX와 통합되어 원활한 CAD/CAE 경험을 제공한다. 1. 주요 기능 (1) CAE 전처리(Pre-Processing) 기능 CAD/CAE 단일 사용자 환경에서 설계자부터 전문 해석자까지 사용 가능한 CAE 전/후처리 도구를 제공하고, 높은 수준의 CAD 수정/편집 기능을 이용하여 더욱 효율적이고 빠르게 3D 시뮬레이션 모델을 생성할 수 있다. ■ 설계 검증을 위한 CAE/CAE 통합 사용자 환경지원 ■ 다분야, 다물리 해석을 위한 플랫폼 제공 ■ 동기화 기술로 직관적이고 빠른 CAD 수정 ■ CAD 형상 연계 유한요소 생성 ■ 복잡한 모델을 위한 유한요소 Assembly 구조 지원 ■ Simcenter Nastran 외 3rd Party Solver 지원 ■ 설계 검증 프로세스 구축 및 자동화 가능 (2) 구조 해석 Nastran Solver를 이용하여 정적, 모드, 좌굴 해석 등의 선형 구조 해석을 지원하고, 미소변형 및 거동하는 대형 제품의 구조 해석을 빠르게 수행하는 SMP, DMP 방식의 병렬계산을 지원한다. 기하 비선형, 접촉, 소성, 크립, 초탄성 거동 등 모든 비선형 모델을 지원할 뿐만 아니라, 대부분의 선형 비선형 문제를 순차적으로 수행할 수 있는 Multistep 솔루션을 제공한다.  특히 가스터빈, 펌프 등의 회전 시스템이 작동할 때 회전 RPM/Unbalance/Gyroscope 효과에 의해 공진주파수가 변화하여 진동을 유발하는 형상에 대해 예측하고 개선하는 Rotor Dynamics 솔루션과 3D Printing 형상의 제작 과정에서 열변형 등의 문제를 사전에 예측하여 변형된 보상 형상을 CAM에 내보냄으로써 실제로 출력하고자 하는 형상을 trial-and-error를 최소화하는 Additive Manufacturing 솔루션을 제공한다. (3) 음향 분석 음향 해석은 보다 조용한 제품, 소음 규제 준수, 음장 예측 작업 등 당면 과제를 해결하는 데에 도움이 될 수 있다. Simcenter 3D는 통합 솔루션 내에서 내부 및 외부 음향 해석을 제공하여 초기 설계 단계에서 정보에 기반한 의사 결정을 지원하여, 제품의 음향 성능을 최적화하도록 한다. 확장 가능한 통합 모델링 환경에는 효율적인 솔버와 해석이 용이한 시각화 기능이 통합되어 있어서 제품의 음향 성능을 신속하게 파악할 수 있다. ■ 경계요소법(BEM), 유한요소법(FEM), 기하 음향학(RAY) 기반의 음향해석 지원 ■ AML(Automatically Matched Layer)을 이용한 무한 방사조건 지원 ■ FEM AO(Adaptive Order)를 이용한 계산속도 향상 ■ 다양한 시뮬레이션을 이용한 소음해석 프로세스 → MBD/EM/CFD to NVH (4) NVH & FE-TEST Correlation 시스템 수준의 FE 및 테스트 결합 Hybrid 모델을 만들고 실질적 하중 조건 규명(TPA)과 소음 및 진동 반응을 시뮬레이션 하는데 필요한 도구가 결합되어 있다. 소음 및 진동 성능을 탐색하고 가장 중요한 원인을 정확히 파악하기 위한 여러 가지 시각화 및 해석 도구가 여기에 포함된다. 사용자에게 익숙한 도구를 통해 엔지니어는 설계를 신속하게 수정하고 소음 및 진동 성능의 영향을 몇 분 안에 평가할 수 있다.  Simcenter 3D는 시뮬레이션 모델의 신뢰성을 향상시킬 목적으로 측정된 동특성과 예측 모델 사이의 상관관계를 규명하고, Nastran SOL200 기반의 민감도 해석을 통해 시뮬레이션 모델의 신뢰성 향상 및 모델링 표준화를 지원하는 FE-TEST Correlation을 지원한다. (5) 모션 해석 복사기, 슬라이딩 선루프 또는 윙플랩 같은 복잡한 기계 시스템의 작동 환경을 이해하는 것은 어려울 수 있다. 모션 시뮬레이션은 기계 시스템의 반력, 토크, 속도, 가속도 등을 계산한다. CAD 형상 및 어셈블리 구속조건을 정확한 모션 모델로 즉시 변환하거나 처음부터 직접 모션 모델을 만들 수 있으며, 내장된 모션 솔버와 후처리 기능을 통해 제품의 다양한 거동을 연구할 수 있다. (6) 내구 해석 내구성 엔지니어에게 가장 어려운 작업은 가장 효율적인 방식으로 오류 방지 구성요소와 시스템을 설계하는 작업이라는 데에는 이견이 없다. 피로 강도가 충분하지 않은 시스템 부품은 영구적인 구조적 손상과 생명에 위협이 될 수 있는 상황을 초래할 수 있다. 실수는 제품 리콜을 초래해 제품뿐만 아니라 전체 브랜드 이미지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.  개발 사이클이 짧아지고 품질 요구사항이 계속 증가하면서 테스트 기반 내구성 방식은 그 한계를 드러내고 있다. 시뮬레이션 방법으로 내구성 성능을 평가하고 향상시키는 것이 유일하게 유효한 대안이다. Simcenter는 실제 하중 조건을 빠르고 정확하게 고려해 피로 수명 예측 해석을 수행할 수 있는 최첨단 해석 방법에 대한 액세스를 제공한다. (7) 열해석 Simcenter 3D Thermal은 열 전달 솔루션을 제공하고 복잡한 제품 및 대형 어셈블리에 대한 전도, 대류 및 복사 현상을 시뮬레이션할 수 있는 기본 기능 뿐만 아니라 정교한 복사 분석, 고급 광학 특성, 복사 및 전기가열 모델, 1차원 유압 네트워크 모델링 및 위상 변화, 탄화(Charring) 및 삭마(Ablation)와 같은 고급 재료모델을 위한 광범위한 방법을 제공한다. 사용자는 Simcenter 3D 통합 환경을 활용하여 신속한 설계변경 및 열 성능에 대한 신속한 피드백을 얻을 수 있고, 설계 및 엔지니어링 프로세스와 쉽게 통합되는 Simcenter 3D 열 해석 솔루션은 설계자와 해석자의 공동작업을 용이하게 하여 제품 개발의 생산성 향상을 지원한다. ■ 분리, 불일치 요소면, 형상의 자동 연결 ■ 모델링 자동화를 위한 유저 서브루틴, 유저 플러그인, 수식 및 API를 지원 ■ 통합된 환경에서 복합 열전달, 열-유동, 열-구조 등 연성해석 수행 가능 ■ ECAD와 연계로 반복작업과 모델링 에러 개선 (8) 유동해석 Simcenter 3D Flow는 복잡한 부품 및 어셈블리의 유체 유동을 모델링하고 시뮬레이션하기 위한 정교한 도구를 제공하는 CFD 솔루션이다. 잘 확립된 Control-Volume 공식의 성능과 정확성을 Cell-Vertex 공식과 결합하여 Navier-Stokes 방정식으로 설명된 유체 운동을 이산화하고 효율적으로 해결한다. 압축성(Compressible) 유체 및 고속(High Speed) 유동, non-Newtonian 유체, 무거운 입자추적(tracking of heavy Particles) 및 다중회전 기준 프레임(multiple rotating frames of reference)을 포함하는 내부 또는 외부 유체의 유동 시뮬레이션을 지원한다. ■ 단일 환경에서 Multi-Physics 시뮬레이션 기능 지원, 열-구조-유동 연성해석 ■ ECAD와 연동하여 전자장치의 냉각을 위한 최적화된 열-유동 해석 도구를 제공 (9) Material Engineering 오늘날 다양한 분야에서 첨단 소재를 사용함으로써 제품을 혁신하고 있으며, 이러한 이유로 새로운 소재들이 시장에 빠른 속도로 도입되고 있다. 첨단 소재를 제품에 적용할 때 균열은 매우 중요한 고려 사항이지만, 첨단 소재의 마이크로(micro) 및 메조(meso) 균열은 기존의 유한 요소법으로 모델링 및 해석하기가 어렵다.  하지만 Simcenter 3D는 완전한 대표 체적요소(RVE : Representative Volume Element) 분리, 소재 내부의 균열 또는 응집 영역(cohesive zones) 등 마이크로 레벨의 재료 특성을 고려할 수 있으며, 이를 통해 매크로(macro) 구조 모델과 마이크로 구조 모델이 전체 격자가 분리된 상태에서 균열이 소재를 통해 전파되는 현상을 해석할 수 있다.  (10) 저주파 전자기장 해석 Simcenter 3D LFEM은 모터, 변압기, 스피커 등의 전기기기에 대한 성능, 열에 의한 에너지 손실과 같은 전자기적 특성을 예측하는 솔루션을 제공한다. 3D CAD 모델로부터 전자기장 해석 모델을 구축하여 정교한 자성 재료 정의하고 속성, 경계 조건 및 통합 1D 회로 모델링 도구를 사용하는 부하를 정의할 수 있으며, 결과의 정교한 후처리를 수행하는 전자기장 해석 전과정을 지원한다. ■ 전자기장 해석에 필요한 고급 재료물성 지원 ■ 6자유도 운동을 고려한 전자기장 해석 ■ 해석 시간을 절감하는 고급 격자생성 기능 및 경계조건 지원(Smart Meshing & BC) ■ 전자기-열 연성해석 ■ 전자기장 해석결과로부터 열/유동/소음진동 해석을 진행하는 프로세스 제공 (11) 고주파 전자기장 해석 Simcenter 3D HFEM은 항공우주 산업의 전자기 호환성(EMC) 관련 인증의 핵심 주제인 번개(IEL) 및 고강도 복사장(HIRF)의 간접 효과를 검증하는 시뮬레이션을 지원한다. 또한 자동차 산업에서 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 및 센서뿐만 아니라 EV 파워 트레인의 EMC 및 전자기 간섭(EMI) 성능을 검증하고 개선하는 고주파 시뮬레이션을 지원한다. Simcenter 3D에 탑재된 Simcenter 고주파수 EM 솔버는 Maxwell의 전자기 방정식을 풀기 위한 적분방(MoM 및 MLFMA)을 기반으로 하는 전파 솔버를 지원한다. 또한 UTD 및 IPO를 기반으로 점근법(asymptotic methods)을 사용할 수 있고, 2.5D 및 전체 3D 필드 문제를 효율적으로 해결하기 위해 다양한 솔버가 통합되었다. 솔버 가속 옵션(MLFMA, DDM, 다중 경계 조건 MoM기반 알고리즘)이 내장되어 대규모 시스템의 계산 시간을 단축한다. (12) 안전 시뮬레이션  Simcenter 3D Safety(Madymo)는 자동차 안전 시뮬레이션에 광범위하게 사용되고 있으며, 엔지니어가 고급 통합 안전 시스템을 생성하는 데에 필요한 기능을 제공한다. Simcenter 3D Safety는 탑승자 및 보행자 안전 개발을 위한 전용 사용자 환경을 제공하며, 빠르고 정확한 솔버는 광범위한 DOE 및 최적화 연구를 가능하게 한다.  Simcenter 3D Safety는 다물체 동역학(MBD), 유한요소(FE) 및 전산유체역학(CFD) 기술을 단일 솔버에 통합하여, 엔지니어에게 정확성과 속도 간의 적절한 균형을 유지하면서 안전 시스템을 모델링할 수 있는 유연성을 제공한다. 또한 활성 인체 모델은 모든 뼈, 근육 및 연부조직 재료로 인체를 모델링할 수 있어, 충돌 안전 시뮬레이션 시 차량 탑승자 및 보행자의 골격, 근육, 관절 등의 상세 상해정도 분석 및 평가를 지원한다. (13) 타이어 시뮬레이션 Simcenter 3D Tire는 차량의 동적 시뮬레이션을 위해 타이어의 거동을 모델링하는 플랫폼과 서비스를 제공한다. Simcenter 3D Tire를 통해 차량 제조 업체와 공급 업체는 실질적인 타이어 특성을 고려할 수 있고, 모든 동역학 시뮬레이션 툴 및 연산 시스템과 연동될 수 있는 타이어 모델을 변수화 및 표준화하기 위해 필요한 타이어 테스트를 최소화할 수 있다.  MF-Tyre는 모든 주요 차량 동적 시뮬레이션 툴에서 사용할 수 있는 Pacejka Magic Formula 기반 타이어 모델이다. MF-Swift는 승차감, 도로 하중 및 진동 분석을 위한 MF-Tyre의 확장 모듈이다. MF-Swift는 MF-Tyre 기능에 일반적인 3D 장애물 포위(obstacle enveloping) 및 타이어 벨트 동역학을 추가 지원한다. 이러한 접근 방식을 통해 모든 관련 차량 동적 시뮬레이션을 수행할 수 있는 올인원(all-in-one) 타이어 모델의 생성을 지원한다.      좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

클라우드 플랫폼, ScaleX   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 및 자료 제공 : Rescale, 070-4735-8118, www.rescale.com/kr 1. Rescale 플랫폼 Rescale(리스케일)의 ScaleX(스케일엑스) 플랫폼은 Public 클라우드를 기반으로 CAE를 위하여 필요한 다양한 소프트웨어 및 하드웨어, 관리 시스템을 포함하는 플랫폼이다. 사용자들은 Rescale 플랫폼에서 AWS, Azure, GCP 등 다양한 클라우드 업체의 연산 자원들을 활용하여 각 워크로드별로 최적의 하드웨어 유형을 선택할 수 있어 시뮬레이션 소요 시간을 단축하고, 기존 On-premise에서 연산 자원의 한계로 수행하기 어려웠던 대규모 시뮬레이션을 진행할 수 있다. 아울러 Rescale ScaleX 플랫폼은 HPC 운용에 필요한 모든 항목들을 단일 플랫폼에서 제공하므로 이를 통하여 IT 자원 관리의 효율성을 향상할 수 있으며, HPC 클라우드 환경을 제공하는 것뿐만 아니라 On-premise와의 하이브리드 구성 등 기업이 보유하고 있는 기존 자원을 최대로 활용하면서 HPC 클라우드의 장점을 최대로 누릴 수 있도록 지원하고 있다. Rescale 플랫폼의 특징을 요약하면 다음과 같다. (1) 600개 이상의 어플리케이션(소프트웨어) 분류 주요 소프트웨어 Commercial Fluent, CFX, STAR-CCM+, ABAQUS, LS-DYNA, HyperWorks, MATLAB, Nastran, HFSS, CST, PowerFlow, MoldFlow, etc. Open-Source OpenFOAM, SU2, GROMACS, LAMMPS, CalculiX, Code_Aster, etc. Container Singularity Bring Your Own In-House code using MPICH, Intel MPI, Open MPI, Platform MPI Others FireFox, VS Code, PyCharm, Anaconda, BeeGFS, Intel Parallel Studio (2) 100개 이상의 코어타입(하드웨어 유형) 분류 설명 및 주요 용도 General Purpose 일반적인 사양의 유형으로 다양한 작업에 대응 가능 High Interconnect 노드간 데이터 전송속도가 빠른 유형(500코어 이상 필요한 작업) High Memory 대용량 메모리로 구성된 유형(코어당 16GB, 노드당 256GB 이상) High Clock-speed CPU 주파수가 높은 유형(적은 수라도 빠른 CPU가 필요한 작업) High Disk 대용량 스토리지로 구성된 유형(결과의 크기가 수 TB 이상인 작업) GPU GPU로 구성된 유형(머신러닝/딥러닝, GPGPU 활용 작업) (3) 관리자 포털 ■ 효율적인 플랫폼 사용을 위한 성능, 비용, 보안 대시보드 제공 ■ 팀, 프로젝트별 예산, 사용 가능 어플리케이션 및 코어타입 설정 등 개별적으로 플랫폼 최적화를 위한 설정 기능 제공 2. Rescale 플랫폼에서의 시뮬레이션 앞서 소개한 내용과 같이 Rescale 플랫폼은 HPC에서 필요한 모든 항목들이 단일 플랫폼에 구축되어 있으며 사용자의 업무 환경, 특성에 맞추어 최적화할 수 있도록 다양한 작업 유형 및 관련 기능들을 제공하며 이를 요약하면 다음과 같다. 사용자가 작업을 실행할 수 있는 방법은 총 3가지이며 각각의 특징은 다음과 같다. ■ Rescale WebUI : 가장 일반적으로 사용하는 방법으로 웹 페이지에 접속하여 입력 파일을 업로드하고, 사용할 소프트웨어 및 하드웨어 설정을 완료한 후 작업 실행 ■ Rescale CLI : 작업 실행에 필요한 항목들을 Rescale에서 프로그램으로 제작한 것으로 사용자는 이를 활용하여 WebUI에 접속하지 않고 간단한 명령어를 통하여 작업 실행 ■ Rescale API : CLI에서 수행하기 어려운 복잡한 절차의 시뮬레이션의 경우 사용자가 Python 혹은 CURL을 활용하여 스크립트로 구성하여 WebUI에 접속하지 않고 작업 실행 Rescale 플랫폼에서 제공하는 작업 유형은 총 4가지이며 각각의 특징은 다음과 같다. ■ Basic : Rescale 플랫폼에서 가장 많이 사용되는 유형으로 일반적으로 말하는 Batch 작업과 동일하게 하나의 작업을 생성해서 한 개의 시뮬레이션만 수행하거나, 순차적으로 여러 개의 시뮬레이션을 수행 가능 ■ End-To-End Desktop : 리눅스 기반의 GUI 환경을 제공하는 유형으로 시뮬레이션 진행 도중 수렴 데이터를 확인하며 필요시 진행 중인 작업을 중지하고 해석 파라미터를 변경하여 재시작하는 등 Interactive하게 시뮬레이션을 수행 가능 ■ Optimization : 파라미터 최적화 시 사용되는 유형으로 Isight, LS-OPT, 그리고 자체 개발한 Python 최적화 코드를 활용할 수 있으며, Basic 유형에서 사용 가능한 모든 시뮬레이션 소프트웨어를 Optimization 유형에서도 사용 가능 ■ DOE : 시뮬레이션을 활용한 실험계획법 수행 시 사용되는 유형으로 변수를 생성하는 방법과 그에 따른 변화를 반영하는 결과 값을 지정하고 각 케이스를 동시에 여러 개의 클러스터로 계산하여 각 인자의 영향도를 분석 가능 ■ Optimization vs DOE - Optimization은 목적 함수를 만족할 때까지 지정한 파라미터를 조정하면서 반복적으로 하나의 클러스터를 활용하여 계산을 수행 - DOE는 지정한 총 케이스들을 계산을 완료할 때까지 각 변수의 조합들을 여러 개의 클러스터를 활용하여 동시에 계산을 수행 - 예를 들어, Optimization에서 Emerald 코어 타입을 3 노드로 지정하여 클러스터를 생성하면 1개의 시뮬레이션 케이스가 108개의 코어로 계산되며, DOE에서 Emerald 코어 타입을 3 슬롯, 1 노드로 지정하여 클러스터를 생성하면 동시에 3개의 시뮬레이션 케이스가 각각 36코어로 계산됨 Rescale 플랫폼에서는 계산을 위한 작업 유형 외에도 시뮬레이션 모델의 전처리 및 후처리를 수행할 수 있는 Virtual Desktop 또한 제공하며 그 특징은 다음과 같다. ■ OS 유형은 윈도우 및 리눅스 모두를 지원하며, GPU 및 대용량 메모리로 구성된 코어 타입들을 기반으로 활용 가능 ■ 기존에 완료된 시뮬레이션 결과를 가져오거나, 가상 데스크탑 내에서 작업한 내용을 이후 계산 작업에서 사용할 수 있도록 내보내기 가능 ■ 특히, 연구소 내 인터넷 회선의 속도가 느리거나 계산된 시뮬레이션 결과 파일의 크기가 매우 클 경우(1TB 이상) Virtual Desktop 활용을 추천 ■ Virtual Desktop vs End-To-End Desktop - Virtual Desktop의 경우 시뮬레이션 데이터의 전처리 및 후처리가 주요 목적이므로 정해진 설정 값 외에 코어 수를 변경하거나 여러 개의 노드를 사용하는 것은 불가능 - End-To-End Desktop의 경우 계산이 주요 목적이며 필요 시 사용자가 interactive하게 작업을 할 수 있도록 GUI를 추가로 제공해주는 것이므로 사용자가 자유롭게 코어 수 혹은 노드 수를 조정하는 것이 가능 - 다만 시뮬레이션 모델의 검증 및 계산 부하가 적은 시뮬레이션의 경우 Virtual Desktop에서 모델 구성 후 이어서 시뮬레이션까지 진행하는 것이 효율적임 3. Rescale 플랫폼을 활용 Tip(Basic 작업 유형) ■ 기본적으로 사용 가능한 애플리케이션 실행 명령어 외에도 필요한 명령어를 추가하거나, 시뮬레이션에 사용하는 코어 수를 직접 지정하는 것이 가능하다. - 자동으로 생성되는 환경 변수로 계산에 사용할 코어 수를 지정하거나, 해당 파라미터에 직접 숫자를 입력 가능(-np 이후 항목 참조) - 애플리케이션 실행 명령어를 여러 줄로 입력하여 하나의 입력 파일에 대하여 코어 수에 따른 성능 평가를 수행하거나, 여러 개의 입력 파일을 업로드한 후 순차적으로 시뮬레이션 수행 가능 ■ ANSYS HPC Pack과 같이 코어 수에 따라서 Pack 사용량이 달라지는 경우 라이선스의 효율적인 사용을 위하여 생성한 클러스터의 모든 코어를 활용하는 것이 아닌 라이선스의 제약에 맞추도록 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어, HPC Pack을 4개 가지고 있는 경우 Emerald 3 노드(144 코어)로 클러스터를 생성하여 시뮬레이션을 실행할 경우 12코어를 더 쓰기 위해서 Pack 1개가 추가로 사용되나, Pack이 1개 증가 시 활용 가능한 코어 수가 4배가 되는 것을 고려하면 불필요한 낭비가 되므로 하드웨어 자원을 일부 활용하지 않더라도 코어 수를 작게 지정하는 것이 필요하다. - $RESCALE_CORES_PER_SLOT을 사용하면 자동으로 활용 가능한 모든 코어 수를 시스템 변수에서 확인 후 시뮬레이션 시 사용 - 숫자를 지정하여 입력하면 해당 코어 수만큼만 시뮬레이션 시 사용 ■ Live Tailing은 시뮬레이션 진행 상황을 실시간으로 확인할 수 있는 탭으로 다음과 같은 기능이 있다. - 시뮬레이션 결과로 생성되는 텍스트 파일들(log, message, out 등)의 실시간 모니터링 - 시뮬레이션 결과로 생성되는 그림 파일들(jpg, png 등)의 확인 - 시뮬레이션 진행 도중 좌측의 Snapshot 버튼을 활용하여 현재까지 생성된 결과를 압축하여 저장한 후 Files 페이지에서 해당 파일을 다운로드 가능 ■ In-Browser terminal은 시뮬레이션이 시작되면 Live Tailing과 함께 자동으로 활성화되는 기능으로 계산이 진행 중인 노드에 원격으로 접속하여 특정 파일의 모니터링, 중간 결과의 압축 등의 작업을 수행 가능하다. - 2개 이상의 소프트웨어를 활용하여 Coupling 시뮬레이션 수행이 필요할 경우 소프트웨어 선택 창에서 필요한 소프트웨어들을 모두 선택하면 클러스터 생성 시 모두 로드되어 동시에 사용 가능 4. Rescale 플랫폼 활용 Tip(코어타입 설정) 앞서 플랫폼 소개의 내용과 같이 Rescale 플랫폼에서는 워크로드 특성에 맞추어 필요한 연산 성능을 제공할 수 있도록 다양한 코어타입들이 있으므로 사용자는 어플리케이션 및 시뮬레이션 모델의 크기에 따라 적절한 코어타입을 선택하는 것이 필요하다. STAR-CCM+의 공식 Benchmark 모델인 LeMans 104M Cells 모델로 테스트한 결과를 예시로 코어타입 설정에 대하여 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 모델의 크기가 커질수록 계산 시 더 많은 코어 수의 활용이 불가피한데, 코어 수(노드 수)가 증가함에 따라 계산 노드간 데이터 전송이 많아져 전체 시뮬레이션 성능이 저하될 수 있어 이에 따른 영향도를 최소화하기 위하여 노드간 네트워크 속도가 빠른(100 Gbps 이상) 코어타입의 선택이 필요하다. 위 그림에서의 결과와 같이 Interconnect가 10 Gbps인 Ferrite와 Onyx같은 경우 약 400 코어 부근부터 코어 수 증가 대비 시뮬레이션 속도 향상의 폭이 크게 저하되는 것에 비하여 상대적으로 Interconnect가 빠른 Emerald, Luna(25 Gbps) 그리고 Carbon(100 Gbps)의 경우 더 많은 코어 수에서도 코어 수가 증가함에 따라 시뮬레이션 속도 또한 거의 일정한 비율로 증가하게 된다. Ferrite와 Carbon의 CPU는 Intel Xeon Platinum 8268(Skylake)2.7GHz CPU로 동일하나 Interconnect의 차이로 전체적인 계산 성능에서 차이가 나타난다. 위의 경우와 같이 Rescale의 코어타입들은 같은 CPU를 사용하는 경우에도 가상머신의 구성에 따라 노드당 코어 수, 메모리 용량, 저장장치 용량, 노드간 네트워크 속도 등이 다르므로 실제 시뮬레이션 업무에서 사용하는 모델을 활용하여 코어타입별로 성능 평가가 또한 필요한데 소프트웨어, 시뮬레이션 워크로드마다 병렬 처리 효율이 달라지기 때문이다. 추가적으로 시뮬레이션에 사용할 코어 수를 설정할 때 병렬 처리 효율과 클라우드의 과금 체계를 동시에 고려하는 것이 필요한데 가상의 시나리오를 예시로 설명하면 다음과 같다. ■ 코어 수의 증가에 따른 시뮬레이션 계산 속도 향상의 폭이 1:1에 가까울 경우 2배의 코어 수로 계산하면 시뮬레이션은 2배 빠르게 완료되나 비용을 차이가 없음 ■ 실제로는 Interconnect 속도가 200 Gbps 정도로 높더라도 코어 수(노드 수) 증가 시 1:1로 계산 속도가 향상되지 않으므로 비용 대비 성능이 가장 잘 나오는 값을 찾는 것이 필요 Rescale에서는 사용자들이 On-premise 환경에서 HPC 클라우드 환경으로 변화 시 Soft landing을 위하여 성능 평가 결과에 기반한 코어타입 추천, 시뮬레이션 워크플로우 효율성 향상을 위한 API 자동화, 기존 On-premise와의 하이브리드 구축 등 다양한 방법에 대한 가이드를 드리고 있으므로 도움이 필요하시면 info.korea@rescale.com으로 문의하기 바란다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

플라스마 해석 소프트웨어, K-SPEED   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : 전북대, 부산대, 한국핵융합에너지연구원, 한국표준과학연구원, 경원테크 ■ 자료 제공 : 경원테크, 031-706-2886, www.kw-tech.com K-SPEED는 반도체/디스플레이 플라스마 식각 공정에 영향을 미치는 다양한 물리적 화학적 영향을 고려하여 효과적인 계산을 통해 식각 형상과 Bowing, Necking, Etchstop, Polymer Passivation 등과 같이 수반되는 현상을 예측하기 위한 플라스마 식각 형상 시뮬레이션 소프트웨어이다. 1. 제품의 주요 특징 ■ 자체 개발 GUI : 사용자의 피드백을 반영하여 지속적으로 업데이트 진행하고 있음 ■ 실증적 플라스마 화학반응 데이터 : Fluorocarbon gas chemistry DB(C4F6/C4F8/CH2F2/Ar/O2)  ■ 빠른 계산 속도 : 모듈에 따라 CPU/GPU 구분 및 병렬 계산 알고리즘 도입   2, 주요 기능 ■ Bulk plasma simulation (K-0DPLASMA) ■ Plasma etch profile simulation · Ballistic transport module · Surface reaction module · Sputtering module · Profile evolution module ■ Modification, Branch : 계산 도중 파라미터를 변경하거나 여러 단계를 동시에 시뮬레이션 하는 기능 ■ 사용자 편의성을 갖춘 pre-/post-processor   3. 도입 효과 ■ 유입 가스종에 따른 벌크 플라스마 물성 예측 ■ 플라스마와 웨이퍼 계면에서 발생하는 표면반응 예측 ■ 나노급 3차원 반도체 구조물들에서 이온 및 중성종들의 이동현상 ■ 플라스마 공정에서 반도체 제작 시 발생하는 3차원 자유계면 변화(bowing, necking, etchstop, polymer passivation 등) 예측   4. 주요 고객 사이트 SK하이닉스, TEL Miyagi, KIOXIA     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기   

개발 및 공급 : Cadence Design Systems 주요 특징 : 터보 기계의 CFD 해석을 위한 기능 제공, 기본 CFD 기술부터 High-Order 솔루션까지 사용 가능, 단일 해석 환경 및 워크플로 제공, 파이썬 스크립트를 통한 자동화, 다양한 상용 코드와 호환성 지원 등 자료 제공 : 나인플러스IT     피델리티 CFD(Fidelity CFD)는 케이던스(Cadence)의 CFD 소프트웨어로 고난도 수치 알고리즘, SRS, HPC를 통해 CFD(전산유체역학) 기술의 도약을 준비하고 있다. 통합된 CFD 플랫폼을 통해 기본적인 CFD 기술부터 High-Order 솔루션까지 간편하게 사용할 수 있으며 터보 기계(Turbomachinery)를 위한 CFD 프로젝트 수행에 특장점을 갖고 있다.     피델리티 CFD 소프트웨어는 사용자의 프로젝트 작업 환경과 요구 조건에 적합한 솔루션을 간편하게 선택하여 응용할 수 있다. 피델리티 CFD의 가장 큰 장점은 작업 속도를 단축시키면서도 정확도를 놓치지 않고, 반대로 정확도를 높이면서도 작업 시간이 늘어나지 않는다는 것이다.   피델리티 CFD의 주요 특징 모든 유형의 유체 해석 + 회전식 터보 기계 해석 메셔/솔버를 위한 기본 코어 제공(최대 32코어) 단일 환경 및 워크플로(Preliminary Design - Pre - Solving - Post) 파이썬 스크립트를 통한 자동화 기능 Compressor 및 Turbine Map의 Speed line 자동 계산 타사의 상용 코드와 매끄러운 호환성   피델리티 애자일 - Preliminary & Detailed 1D, 3D Design 케이던스는 터보 기계를 위한 콘셉트 디자인 솔루션 기업인 Concepts NREC와 오랜 기간 파트너십을 형성하고 있다. System/Cycle design, Preliminary sizing, Fluid dynamics, Mechanical stress/vibration analysis까지 단일한 피델리티 플랫폼 안에서 피델리티 애자일(Fidelity Agile)을 사용하여 콘셉트 디자인 작업부터 시작되는 CFD의 모든 작업을 할 수 있다.     피델리티 오토메시 - 전처리 피델리티 오토메시(Fidelity AutoMesh)를 통해 어떠한 형태의 지오메트리도 직관적인 방식으로 고품질의 격자 생성이 가능하다. 터보 기계의 Structured Meshing부터 복잡한 Unstructured Grid Generation까지 활용 범위가 넓다. 격자 생성 시간을 최소화하면서도 그리드(grid)의 품질을 보장해주는데 강점이 있으며, 피델리티 오토메시를 통해 생성된 Structured 및 Unstructured 각각의 격자를 자연스럽게 혼용 가능하다. 또한 피델리티 오토메시를 통해 생성된 격자는 모든 주요 CFD 플랫폼에서 사용 가능하며, 다양한 임포트&익스포트 포맷을 지원해 CFD 솔버 및 CAD 시스템에 매끄럽게 호환된다.     피델리티 플로 - 솔빙&후처리 피델리티 플로(Fidelity Flow)는 복잡한 형상의 내/외부 유체 유동(flow) 해석을 위한 멀티피직스 전용 CFD 유동 통합 모듈이다. 모든 유형의 유동(압축/비압축성, 이상 가스 또는 실제 가스 등)을 해석할 수 있으며 열 전달, 연소, 다상, 캐비테이션, 복사, 화학 반응 등의 멀티피직스 해석이 가능하다.     특히 피델리티 터보 라이브러리(Fidelity Turbo library)는 터보 기계와 같이 회전을 사용하는 기계의 해석을 위한 터보 기계 전용 라이브러리이며, 터보 솔버(Turbo Solver)는 모든 시장에서 빠르고 정확한 결과를 배출하는 솔버로 풍력 터빈, 터보 차저, 항공 엔진, 유압 터빈 등의 회전 기계 분야를 위해 설계되었다. 터보 기계 설계의 시작부터 해석, 사후 처리까지 하나의 환경에서 구동할 수 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

  설계자를 위한 쉽고 빠른 시뮬레이션 컨퍼런스 설계 지연 및 제조 변경으로 인한 위험과 비용을 절감하세요! 개발 주기 초기에 시뮬레이션(CAE, FEA) 기술을 적용하면 고성능의 수익성 있는 제품 생성을 빠르게 가속화할 수 있습니다. 그러나 리소스가 제한되어 있을 때 올바른 시뮬레이션 솔루션을 선택하고 효과적으로 구현하는 것은 매우 어렵습니다. 처음으로 시뮬레이션(CAE, FEA)을 시작하시나요? CAD 임베디드 시뮬레이션 툴을 활용할 때 속도와 정확성이 걱정되시나요? 다음 단계로 나아가 멀티피직스를 연구하고 싶으신가요? 본 컨퍼런스에 참여하셔서 알테어 시뮬레이션 솔루션을 활용한 설계 및 제조 변경의 위험과 비용을 줄이는 방법에 대해 알아보세요!     AGENDA * 한국어 동시통역 지원     13:30 환영사 및 알테어 소개 13:35 설계 속도만큼 쉽고 빠른 시뮬레이션 13:50 올 티타늄 Brompton 자전거 경량화 개발에서 시뮬레이션의 역할 14:05 시뮬레이션 기반 설계 도입에 대한 중소기업의 과제 14:25 실시간 Q&A   Track 1: 시뮬레이션 스타터 Track 2: 시뮬레이션 기반 설계 14:35 세션 소개 세션 소개 14:40 SimSolid Cloud - 어디서나 가능한 시뮬레이션 Altair Inspire로 시뮬레이션 기반 설계 가속화 14:50 Altair SimSolid를 사용한 차량 서브프레임 강도 해석 Altair Inspire 시뮬레이션 기반 설계 / 제너레이티브 디자인 지원 및 3D 프린팅 기술 15:05 SimSolid vs Traditional FEA Altair Inspire를 사용한 캐리어 플레이트 설계 최적화 15:20 데모 - SimSolid 데모 - Inspire 15:30 실시간 Q&A 실시간 Q&A   Track 3: 멀티피직스 탐구 Track 4: 제조 시뮬레이션 15:40 세션 소개 세션 소개 15:45 Altair SimLab에서 CAD 연관성으로 멀티피직스 워크플로우 처리 제조를 위한 시뮬레이션 설계 15:55 자동차 전장품 규제(헤드충격시험) 중앙정보표시장치 해석 Altair Inspire Form을 사용한 보강재 크로스 멤버 전면의 다단계 스탬핑 공정 검증 16:10 전기 자동차의 온보드 충전기에 사용되는 변압기의 열감도 해석 마개 게이트 밸브의 주조 시뮬레이션 해석 16:25 데모 - SimLab 데모 - Inspire Form, Inspire Cast 16:35 실시간 Q&A 실시간 Q&A 16:45 컨셉 설계부터 최종 디자인까지, 시뮬레이션 기반 설계의 활용 17:05 실시간 Q&A         문의 사항은 marketing@altair.co.kr 로 연락주시기 바랍니다.  

  주요 CAE 소프트웨어 소개   유동 해석 소프트웨어, ESPER   ■ 개발 및 자료 제공 : 넥스트폼, 070-8796-3019, www.nextfoam.co.kr   ESPER(에스퍼)는 오픈소스 프로그램인 OpenFOAM 기반의 선박 전산유동 해석 전용 솔버이다. 선박을 이용한 대표적인 전산수치 해석 문제들인 프로펠러 단독성능(POW), 저항 해석(Resistance), 자항 해석(Self Propulsion)을 수행할 수 있다. 솔버의 수렴성과 안정성이 개선된 비압축성 단상유동 해석 솔버와 VoF 기법을 이용한 2상 유동 해석 솔버를 제공한다. 1. 제품의 주요 특징 (1) 저항(Resistace) 해석 선박을 이용한 대표적인 외부유동 해석인 저항 해석 수행이 가능하다. 물의 잠긴 영역만을 모델링하는 이중선체(double body)해석과 VoF 모델을 이용한 자유수면을 포함하는 유동해석을 수행할 수 있다. 해석 안정성과 수렴성 향상을 위해 해석 도메인 외부영역 경계조건에 반사파 감쇠 기능을 추가하였고 선박 운항 속도는 ramp 속도 조건을 적용하고 있다. 6DoF 모듈을 이용한 선체의 자세 변환을 해석하며 해석 후 trim과 sinkage 데이터 출력이 가능하다. 항주자세도 ramp time을 지정하여 초기 가속도를 감쇠하여 계산 수렴을 향상시켰다. Design speed 전후로 저항 속도 시리즈 계산을 위한 batch run 작업을 기본적으로 제공한다. 해석 결과로 선체 저항 값을 출력한다. 이밖에 선체 wave profile, hull 압력분포, wave elevation, wake contour를 제공한다. (2) POW(Propeller Open Water Test) 해석 프로펠러 단독 성능 해석이 가능하다. MRF(Multiple Reference Frame) 회전 모델을 이용하여 프로펠러의 단독 성능을 계산하고 계산 결과로 추력, 토크 데이터를 출력할 수 있다. 프로펠러의 전진비 계산을 위해서 Batch run 기능을 제공한다. (3) 자항(Self Propulsion) 해석 ESPER는 선박의 자항점 계산을 위한 자항 해석이 가능하다. 자항 해석에서 추진력은 두 가지 방법으로 적용이 가능하다. 먼저 프로펠러 효과를 위해서 유체장에 체적력(body force)으로 추가하는 해석이 가능하다. 이는 Goldstein의 가정에 따라 개발된 Actuation Disk 모델을 이용하여 프로펠러 효과를 적용한 해석을 수행한다. 프로펠러를 직접 회전시켜 프로펠러 효과를 적용할 수 있다. 수렴속도 향상을 위해 초기 MRF 기법을 이용한 추진력을 적용하고 sliding mesh 기법을 이용하여 유동 해석을 수행한다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

주요 CAE 소프트웨어 소개 터보기계 해석 소프트웨어, AxSTREAM   ■ 개발 : SoftInWay, www.softinway.com ■ 자료 제공 : 한국시뮬레이션기술, 031-903-2061, kostech.co.kr 1. 주요 특징 AxSTREAM은 터보머신의 예비설계 단계부터 1D/2D 유동해석, 최적화, 3D 모델 수정 작업, 3D CFD/구조 해석까지 설계와 성능 분석/검증을 위한 모든 작업이 하나의 GUI에서 진행된다. 2. 주요 기능 (1) AxSTREAM-Turbomachine : 터보머신 설계 및 분석 AxSTREAM의 예비설계 단계는 입출구 조건만 정의하면 다양한 형태의 예비설계를 빠른 시간 내에 제시해 줌으로써, 특정 설계기준을 위한 선택폭이 넓고 예비설계 도출을 위한 접근이 매우 용이하다.  디지털 트윈을 생성하기 위한 모듈을 이용하여 기존의 터보머신을 디지털화하여 가상 테스트 및 최적화를 수행할 수 있다. AI를 도입한 최적화를 제공하고 있으며 최적 기준을 만족할 때까지 반복적인 계산이나 작업이 필요한 경우 AxSTEAM의 프로그램들과 타사의 툴을 연계하여 자동으로 수행하도록 설정할 수 있다.  ■ 운전조건에 대한 예비설계 제시 ■ Meanline/Streamline Calculation ■ Off-Design 분석 ■ DoE 방법을 이용한 최적화 ■ 3D Blade 디자인 ■ 3D 구조/CFD 해석 ■ 다양한 포맷을 위한 형상 데이터 export  ■ CAD 형상에 대한 디지털 트윈 생성       (2) AxSTREAM-RotorDynamics&Bearings : 회전동역학 해석 및 베어링 설계 회전체 기계에 대한 안정성 확보를 위해 회전동역학 분석을 할 수 있다. ■ Static Deflection Analysis ■ Critical Speed Analysis ■ Critical Speed Map Analysis ■ Stability Analysis ■ Unbalance Response Analysis ■ Modal Torsional Analysis ■ Time-Transient Torsional Analysis 또한, 로터와 관련한 다양한 타입의 베어링 설계를 지원환다. ■ Journal/Thrust Bearing Type 설계 ■ Steady State 해석 ■ Stability 해석 ■ Map Analysis   (3) AxSTREAM-NET 3D 형상 데이터가 필요없으며, 터보머신의 2차 유로 및 블레이드 냉각 시스템을 1D 요소로 모델링함으로써 열유체 해석을 수행한다. ■ 열전달 및 열대류 고려 ■ 유로에 대한 체적 고려 ■ 압력 손실 고려 ■ Swirling 고려   (4) AxCYCLE : 사이클 해석 터보머신을 포함한 전체 시스템의 heat balance를 계산하여 각 요소 별 입/출구의 열적 파라미터를 계산하며, 두 가지 이상의 작동유체를 사용하는 combined cycle 해석이 가능하다. ■ 사이클 모델링 ■ Off-design 분석(터빈 및 압축기의 성능맵 고려 가능) ■ DoE를 이용한 최적화 분석 ■ 경제성 분석 ■ Transient Analysis(2021년 내 개발완료 예정)   3. 도입 효과 AxSTREAM은 터보차저와 같은 소형 머신을 포함해 다양한 타입의 대형 터보머신을 설계할 수 있는 기능을 제공하고 있으며, 타 소프트웨어와의 연계를 통해 데이터의 자동 송/수신과 최적화를 수행할 수 있다. 각 회전기계의 상세설계는 물론이고 최적의 유지보수와 특수한 사용목적에 대한 최적설계가 가능하여 수명기간 동안의 비용절감과 효과적인 사용을 기대할 수 있다. 4. 주요 고객 사이트 고등기술연구원, 두산중공업, 부산대학교, 세아엔지니어링, 한국기계연구원, 한국생산기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국원자력연구원, 한국전력연구원, 한전KPS 등에서 AxSTREAM을 사용하고 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기