디스커버리 익스플로어 스테이지의 유동해석 주요 업데이트 및 활용법   앤시스 디스커버리(Ansys Discovery)는 설계부터 해석까지 하나의 환경 안에서 진행할 수 있는 앤시스의 시뮬레이션 프로그램이다. 해석 과정 중 하나인 익스플로어 모드(Explore mode)에서는 격자를 생성하지 않고 다른 해석 전문 프로그램에 비해 경계 조건 설정 및 사용법이 간단하여 유동, 구조 해석에 익숙하지 않은 설계 엔지니어들이 많이 사용하고 있다. 이번 호에서는 디스커버리를 이용하여 유동해석을 진행하려 할 때, 설계자 관점에서 디스커버리가 활용할 수 있는 방법과 디스커버리의 주요 신규 기능에 대하여 소개하겠다.   ■ 김현재 태성에스엔이 FBU-F4팀에서 근무하고 있으며, 유동해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   설계자를 위한 해석 프로그램 디스커버리는 하나의 프로그램으로 설계부터 해석까지 모든 과정을 진행할 수 있는 프로그램이다. Model(3D 모델링), Explore(해석), Refine(해석) 등 총 세 가지의 스테이지(작업 환경)를 지원하며, 사용자는 그 목적에 따라 스테이지를 선택하며 작업을 수행할 수 있다. 익스플로어(Explore) 스테이지에서는 별도의 격자 생성 없이 경계조건과 물성치 입력만으로도 해석을 진행할 수 있다. 리파인(Refine) 스테이지에서는 Pro 레벨(Mechanical, CFD, Electromagnetics)의 라이선스가 추가로 필요하며, 정확한 결과를 얻기 위하여 격자를 생성하여 해석을 진행하게 된다.  이때, 유동해석에 익숙하지 않은 사용자(설계 엔지니어)라면 익스플로어 스테이지, 리파인 스테이지 관계 없이 내/외부 유동장 추출을 진행하기 위해 3D 모델링을 클린업(clean up)하는 단계부터 어려움을 겪게 된다. 디스커버리는 설계자를 위한 프로그램답게 이러한 어려움을 인지하고 있으며, 통합 프로그램 출시 이후 지속적인 기능 업데이트를 통하여 사용자의 편의성을 개선하고 있다.  디스커버리는 앞서 소개한 것과 같이 설계자도 쉽게 사용할 수 있도록 새로운 버전에서 업그레이드도 지속적으로 이루어지고 있다. 설계 엔지니어가 디스커버리를 이용할 시 설계자 관점에서 디스커버리를 활용할 수 있는 방법과 디스커버리를 이용하여 유동해석 시 사용할 수 있는 주요 신규 기능에 대해 소개하겠다. 설계 엔지니어가 디스커버리를 활용할 수 있는 방법은 <그림 1>에서 확인할 수 있으며, 다음과 같다.   그림 1. 설계 엔지니어 디스커버리 활용 방법   그림 2. Discovery Engineering notebook   Ribbon → Detail 탭에 위치한 엔지니어링 노트북(Engineering notebook)을 이용하여 작업한 모델을 도면화할 수 있다. 생산자에게 단순한 설계 도면, 물성치와 최대 하중량과 같은 단편적인 정보를 전달하는 것이 아니라, 익스플로어 모드의 해석 결과를 바탕으로 컨투어(contour)를 생성한 뒤 신(scene)으로 저장하여 도면 내(Engineering notebook) 디스커버리 해석의 결과값을 포함할 수 있다.   그림 3. 리파인 모드 및 Transfer to Fluent 기능   설계 엔지니어가 디스커버리를 이용하여 익스플로어 스테이지에서 해석을 진행하였다면, 이후 해석 엔지니어는 제공받은 디스커버리 파일을 토대로 리파인 모드(Refine mode)에서 해석을 하거나 Transfer to Fluent 기능을 이용하여 해석한 경계조건 및 물성치를 플루언트(Fluent)로 트랜스퍼(transfer)할 수 있다. 플루언트로 트랜스퍼할 때 리전(region)이 2개 이상인 경우에는 메시 인터페이스(mesh interface) 처리가 되어 해석이 진행되기 때문에, 플루언트로 정보를 이관받은 뒤에는 반드시 검토가 필요하다.   그림 4. Ansys Cloud with Discovery   앤시스 클라우드(Ansys Cloud)를 이용하며 디스커버리를 사용하고 있는 사용자라면 <그림 4>와 같이 마이크로소프트 365와 연동하여 특정 장소(Sharepoint, 로컬 저장소, Teams)에 설계 파일을 저장할 수 있다. 또한, 저장 시 파일의 버전이 기록되며 이전 버전도 확인 가능하다. 따라서, 최종 설계 전후로 생산이 어렵거나 불가피할 때, 디스커버리 플랫폼 내에서 메모 기능을 이용하여 설계자, 생산자, 해석자 모두의 의견을 취합하고 문제점을 논의할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (3)   아바쿠스(Abaqus)용 추가 기능인 시뮤드레이프(SimuDrape)를 사용하면 기존 소프트웨어 아키텍처(아바쿠스)를 고급 복합재 성형 시뮬레이션에 사용할 수 있다. 시뮤드레이프 ABAQUS/CAE 플러그인을 통해 스탬프 및 멤브레인 성형 과정을 위한 완전 자동화된 모델 설정이 가능하며 이를 기반으로 시간 효율적인 방식으로 모델링 오류 없이 모델을 생성할 수 있다.   ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com 정확한 복합재 성형 시뮬레이션을 위해서는 고급 재료 모델링이 핵심이다. 시뮤드레이프는 Abaqus/Explicit를 통해 엔지니어링 직물, 열가소성 테이프 적층판 및 프리프레그 재료를 사용한 복합재 성형 시뮬레이션의 특수성을 고려한 재료 모델을 제공한다.   시뮤드레이프 해석 흐름도     전처리 작업(Abaqus CAE) 툴 가져오기 다이, 스탬프 또는 멤브레인 자동 모델 셋업을 진행한다. 스탬프 포밍(Stamp Forming) 다단 성형(Sequential Draping) 이중막 성형(Double Diaphragm Forming)   모델 생성 운동학 모델을 기반으로 한 라미네이트의 완전 자동화된 적층 라미네이트의 단일 플라이 요소망 생성 플라이별 재료 및 접촉 속성 지정 운동학을 포함한 소재 고정장치(gripper) 모델링 중력 하중, 대칭면 등 경계조건 지정   해석(Abaqus Solver-Explicit) 아바쿠스 API는 성형 공정에서 복합재의 특성을 모델링하기 위해 사용된다.   후처리(Abaqus CAE/SimuDrape) 정보 내보내기 중립 교환 형식(VTK)으로 섬유 배향, 섬유 부피 함량 및 추가 상태 변수 내보내기를 할 수 있다.   소재 형상 최적화 최종 형상 근접된 포밍(Near-net shaped forming)을 위한 소재 형상을 결정한다.   시뮤드레이프의 주요 기능 다단 성형(Sequential Draping)     다단 성형 개념은 손으로 드레이핑하는 공정을 모방하여 성형 공정을 용이하게 할 수 있다. 시뮤드레이프를 사용하면 임의 개수의 스탬프를 사용하여 자동 모델 설정이 가능하므로 임의 순차 드레이핑 개념을 가상으로 최적화할 수 있다.   진공막 성형(Membrane Forming)     변형 가능한 멤브레인을 이용한 진공 보조 공정을 사용하면 대형 부품을 성형할 수 있다. 시뮤드레이프는 멤브레인 형성 공정과 초탄성 재료 모델링을 사용한 멤브레인 모델링을 위한 자동 모델 설정을 지원한다.   소재 고정장치(그리퍼)     그리퍼(gripper)는 결함 없는 성형을 가능하게 하는 장치이다. 시뮤드레이프는 운동학과 하중 적용을 고려한 정확한 그리퍼 모델링 접근 방식을 제공하므로 그리퍼 설정을 최적화할 수 있다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

              교육 소식 >             5월 OpenFOAM 사용자 교육 >             OpenFOAM 사용자 교육 5월 OpenFOAM 사용자 교육에 대해 안내드립니다. OpenFOAM에 관심은 있으나 첫 발을 내딛지 못한 고객 여러분께 도움을 드리고자 초보 사용자를 위한 예제 실습 위주의 교육을 진행합니다. OpenFOAM 소개, 사용 방법 및 예제 실습을 통해 사용자의 OpenFOAM 숙련도를 높일 수 있도록 도와드립니다. 일정 : 5월 22일 ~ 5월 24일 (링크)를 클릭하시면 5월 OpenFOAM 사용자 교육에 대해 더욱 자세하게 확인할 수 있습니다.                                   5월 OpenFOAM 코드 개발자 교육 >             OpenFOAM 코드 개발자 교육 5월 OpenFOAM 코드 개발자 교육에 대해 안내드립니다. OpenFOAM을 이용하여 사용자 요구에 맞는 customized solver를 만들고자 하시는 여러분께 도움을 드리고자 OpenFOAM solver를 직접 modify하는 방법에 대해 교육을 진행합니다. OpenFOAm compile 사용법 및 High Level 프로그래밍, 경계조건 라이브러리 만들기 실습 등을 통해 직접 코드를 수정 및 compile 하는 시간을 가집니다. 일정 : 5월 29일 ~ 5월 31일 (링크)를 클릭하시면 5월 OpenFOAM 코드 개발자 교육에 대해 더욱 자세하게 확인할 수 있습니다.             6월 BARAM을 활용한 CFD 실전 교육 >             BARAM을 활용한 CFD 실전 교육 6월 BARAM을 활용한 CFD 실전 교육에 대해 안내드립니다. CFD 기본 이론, 개념, 과정 설명과 예제 실습을 통해 CFD를 처음 접하시는 분들의 이해를 도와드립니다. 실습은 공개소스 S/W인 BARAM을 사용하므로 교육 후에도 제한 없이 사용하실 수 있습니다. 일정 : 6월 27일 ~ 6월 28일 (링크)를 클릭하시면 5월 OpenFOAM 코드 개발자 교육에 대해 더욱 자세하게 확인할 수 있습니다.             일반 소식 >             19th OFW (OpenFOAM Workshop) >              6월 25일 ~ 6월 28일, 3박 4일 동안 중국 베이징 대학교에서 19th OFW가 개최됩니다. 사전 등록 기간은 5월 15일까지입니다. OFW는 OpenFOAM을 활용한 다양한 해외 연구개발 사례를 쉽게 접할 수 있는 기회이며, OpenFOAM 관련 행사 중 가장 큰 국제 행사입니다. 관심있으신 OpenFOAM 사용자 분들의 많은 참가 부탁드립니다.                         2024년도 한국전산유체공학회 춘계학술대회 >              2024년도 한국전산유체공학회 춘계학술대회가 5월 29일 (수) ~ 5월 31일 (금), 2박 3일 동안 소노캄 제주에서 개최됩니다. 이번 행사에서는 탄소 중립을 위한 조선 공학분야에서 CFD 연구 사례, 파이썬 병렬프로그래밍의 단기강좌도 진행됩니다. 관심 있으신 분들의 많은 참여 바랍니다.             WHAT IS OPENFOAM? OpenFOAM은 오픈소스 CFD 소프트웨어이다. GNU GPL 라이센스를 사용하고 있어 누구나 자유롭게 사용이 가능하며 수정 및 재배포를 할 수 있다.       WHAT IS MESHLESS CFD? 질점격자 기반의 CFD해석 기법으로 FVM해석 기법의 보존성을 갖추고 있으며 전처리 작업시간을 획기적으로 줄일 수 있습니다.FAMUS는 무격자 기법의 CFD 해석 SW 입니다.       WHAT IS BARAM? BARAM은 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM CFD 해석 프로그램입니다. 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM Solver와 Utility를 GUI 기반으로 사용이 가능합니다.           수신거부

개발 : Impact Design Europe 주요 특징 : 설계 초기 단계부터 차량의 충돌 성능 평가/개선 및 최적화 지원, SFE 및 SBE 기반으로 충돌하중을 받는 박판구조물의 설계/해석/최적화, 간편한 모델링 및 설계 변경, 빠른 계산 속도 및 신뢰성 있는 결과 도출, 사용자 친화적인 통합 작업 환경 등 사용 환경 : 윈도우 PC/랩톱 자료 제공 : 브이에스텍   그림 1. 유한요소 모델   그림 2. VCS 모델   차량 충돌 안전 법규 및 상품성 평가는 실제 충돌 상황을 최대한 반영하고 승객의 사망 및 심각한 상해를 줄이기 위하여 지속적으로 강화되고 있고, 자동차 제조업체는 이러한 평가 프로토콜에 따라 차량의 안전 등급을 높이기 위해 노력하고 있다. 다양한 충돌 테스트는 제품 설계 및 개발 프로세스를 가속화하기 위해 가상 엔지니어링 모델링 및 시뮬레이션 기술에 크게 의존하는 차량 제조업체에 상당한 부담을 주고 있다. 일반적으로 각 설계 단계에서 CAD 모델 준비, 각 하중 케이스/물리적 테스트에 대한 유한요소(FE) 모델 생성, 평가 및 개선 작업이 필요하므로 복잡하고 많은 시간이 소비되어, 간편하고 빠르게 차량의 충돌 성능을 평가하고 개선하는 것이 큰 관심사이다. 특히, 프로토타입 제작 및 개발 프로세스 후반의 설계 변경으로 인한 시간과 비용을 줄이기 위해서는 초기 콘셉트 단계에서부터 다양한 설계에 대한 충돌 성능의 평가 및 개선을 통한 충돌 성능의 최적화가 필요하다. 매크로요소법(Macro Element Method)을 사용하는 Visual Crash Studio(VCS)는 비전형적 모델링 및 시뮬레이션 접근 방식으로 단순한 설계 환경에서 빠르고 신뢰할 수 있는 결과를 제공하며, 설계 초기 단계부터 차량의 충돌 성능 평가/개선 및 최적화가 가능한 CAE 소프트웨어이다.   그림 3   VCS의 주요 특징 매크로요소법, 수퍼폴딩요소(SFE : Super-folding Element) 및 수퍼빔요소(SBE : Super-beam Element) 개념을 기반으로 객체지향유한요소(OOEF : Object Oriented Finite Element) 정식화와 결합된 충돌하중을 받는 박판구조물의 설계, 해석 및 최적화가 가능 다양한 재료의 박판구조물의 대변형 붕괴 거동의 예측에 성공적으로 적용이 가능하며, 유한요소 솔버와 경쟁이 아닌 보완 관계 매크로요소법에 기반한 간편한 모델링 및 설계 변경, 빠른 계산 속도 및 신뢰성 있는 결과의 도출을 통해 설계 초기 단계에서부터 충돌 부재의 충돌 성능 분석 및 최적화 가능 사용자 친화적인 통합(all-in-one) 작업 환경 주요 기능 : Material Editor, Cross Section Editor, 3D environment, Cross Section Optimizer, Chart Wizard 단면 수준에서 부재의 충돌 특성 파악 및 설계를 위한 2D 환경 제공 부재, 어셈블리 및 전체 구조물 등의 복잡한 충돌 해석 및 설계를 위한 3D 환경 제공 2D 및 3D 환경에서 독립적으로 설계 수정 및 계산이 가능하며, 각 환경에서의 수정 및 계산 결과는 자동으로 전 모델에 반영 통합 전/후처리 도구 : 솔버와 통합된 전/후처리 프로세스로 모델링 및 설계 변경이 간단하여 다양한 설계안의 충돌 성능 평가가 빠른 시간에 가능하고 챗 위저드(Chart Wizard) 등으로 다양한 결과의 비교 분석이 용이   그림 4. VCS의 일반적 설계 및 계산 프로세스   VCS의 작업 프로세스 박판 충돌구조물의 설계, 해석 및 최적화는 통합 환경에서 수행되며, 일반적인 작업 프로세스는 <그림 4>와 같다. <그림 5>는 VCS의 메인 뷰(Main View) 화면이며, 메인 툴바(Main Toolbar)는 작업 프로세스에 따른 툴 그룹(File, Model, Calculate and Results, Analysis, View 및 Help Tool)으로 구성된다. ‘Model Tool’은 모델 생성 프로세스에 필요한 모든 도구(Select, Nodes, Beams, Spine-line, Rigid, Contact, Group, Special, Measure 등)를 제공하며, ‘Calculate and Results Tool’은 계산 및 결과 비교에 유용한 처리 장치(Processing Unit), Chart Wizard, 애니메이션 도구 모음 등의 기능이 있다. ‘Analysis Tool’은 단면자동분석(Cross Section Analyzer) 기능 전용이며 ‘View Tool’은 추가 3D 보기 도구를 제공한다. ‘Help Tool’에서는 VCS 소프트웨어의 모든 기능에 대한 최신 설명서와 도움말 정보를 찾을 수 있다. 또한 개발사 홈페이지에서도 모든 사용 매뉴얼과 따라하기 매뉴얼을 다운로드할 수 있다.   그림 5. VCS의 메인 뷰 화면   VCS의 작업 프로세스의 순서에 따른 주요 기능은 다음과 같다.   FE Mesh/Initial geometry import 다양한 FE 데이터 및 CAD 지오메트리(geometry) 불러오기 기능을 제공한다.   재료 정의(Material Editor) 재료상수(Material Constraint) : Hardening Factor, Mass Density, Poisson Ratio, Proof Strain, Proof Stress, Young Modulus 응력-변형률(Stress-Strain) 특성 : Array, Power Law, Polynomial, User Function-2D, Array 3D 변형률속도(strain rate) 특성 : Cowper Symonds, Modified Cowper Symonds, User defined function-3D, Johnson Cook   Fracture Indicator : Surface strains, Cockcroft-Latham/Norris LS-DYNA MAT24(MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY) 호환 Material & Characteristic Repository 기능   2D Structure(Cross Section Editor) : Cross Sections & Cross Section analysis Cross Section Editor는 단면의 충돌 성능 최대화를 위한 설계, 계산 및 최적화를 위한 편집기이다. 여기서 처리된 단면은 3D 수퍼빔요소(SBE)에 사용되며, Cross Section Editor의 이론적 배경의 핵심은 수퍼폴딩요소(SFE)이다. Point, plate, segment, SFE 및 connection으로 모든 단면을 생성할 수 있으며, 쉽고 편리한 단면 형상 및 재료 특성의 변경으로 다양한 디자인의 빠른 변경이 가능하다. Cross Section 계산 결과 단면 상태에서는 7가지의 충돌 거동(Axial Response, Design Recommendations, Bending Response, Lateral Response, Denting Response, Torsion Response, Elastic Properties-축/굽힘/전단 강성 등)을 결과로 표시 각 결과는 주어진 붕괴 응답 모드에 대한 특성 파라미터((최대 하중 및 모멘트, 에너지 흡수 능력, 굽힘힌지의 총 회전 등과 같은 변형제한 값)의 정보 표시 Design Recommendations   효과적인 축방향 붕괴를 위한 단면 최적화 프로세스 : 결함이 있는 단면은 점진적 붕괴가 발생하지 않고 불규칙한 접힘으로 인해 많은 에너지 흡수가 적음 상세 단면 형상 근사화를 위한 단순화 모델링 과정을 통한 결함 제거 : 단면 수준에서 허용 가능한 접힘 모드를 선택하면 다음단계로 단면에 대한 각 SFE에 대해 결함 제거 과정을 수동으로 진행 단면 계산 결과 비교 툴 제공 및 결과 report 생성   3D Structure : Super Beams 3D 가상 설계 공간은 SBE를 기반으로 한 부재 및 박판구조물의 모델링과 계산에 사용 유한요소 모델로부터 SFE를 바로 생성할 수 있는 도구 제공 VCS 3D 모델을 구성하는 모든 객체는 빔(beam)과 강체(rigid body)를 정의할 수 있는 노드(node)로 구성되며, 노드는 VCS 객체에 대한 공간 참조 point로 사용 노드 속성 : 형상(CoG, Origine), 질량(mass, Concentrated Mass) 및 관성(Concentrated Inertia, Principal Moments, Transformed Moments) SBE는 두개의 노드로 구성되고 2D 계산에서 사용된 단면 형상이 적용되며, 하나의 노드에 다수의 SBE가 연결될 수 있다. 또한 동적 해석(초기/구속 조건 등)을 위해 필요한 많은 데이터를 포함한다. 3차원 공간에서 구조물(부재, 어셈블리, 전체 차량)의 생성을 위해서는 Node, Beam, Rigid body 등이 사용되며, 매크로요소법에 기반한 SFE가 포함된 SBE의 생성으로 시작 다양한 충돌 하중조건에 대한 풀 카(full car)의 해석을 위해 VCS 전용 배리어가 제공 차량 충돌 설계를 위해 매크로요소법을 사용하는 데 있어 유한요소법 대비 주요 장벽은 구조물 조인트의 강성을 정확하게 모델링하는 것이다. VCS는 구조적 조인트에 대해 교차하는 하중 전달 빔의 기하학적 중심에서 연결되며, X, Y 및 Z 오프셋은 위치와 길이를 수정하기 위해 교차하는 빔의 시작과 끝에 적용할 수 있어 구조물의 실제 형상과 조인트의 강체 코어를 보다 사실적으로 근사화할 수 있다.   3D : Additional elements & Mass distribution 엔진 및 기어박스와 같이 충격 하중 동안 거의 변형되지 않는 부품은 강체로 모델링 강체를 생성하기 위해 부품의 무게 중심에 있는 노드가 정의되고 이 노드에 총 질량 및 관성 행렬(inertia matrix)이 할당 노드는 나머지 구조물에 직접 연결되는 반면, 여러 장착 위치의 경우 간단한 원형 단면을 갖는 SBE를 사용할 수 있음 3D 환경에서 생성된 각 객체의 질량 정보는 해당 요소가 정의된 노드에 위치하며, 추가 질량은 노드에 집중질량으로 정의하거나 정의된 질량/또는 밀도로 새로운 강체를 생성하여 추가   Initial & Boundary conditions 및 Contact settings 초기 및 경계조건(Kinematic Constraints-Angular Velocities & Linear Velocities, Concentrated Loadings- Forces & Moments)은 모두 노드에 정의 전체 모델이 구축되면 접촉을 정의하며, 접촉 정의에 필요한 부품의 부피를 나타내기 위해 질량이 없는 강체(sphere, cone, cylinder and box 형상)가 이 절점에서 생성되고, 모델의 형상에 따라 배치한 후 접촉 정의 - 전용 접촉 감지 루틴으로 물리적 접촉 메커니즘을 구현 변형체의 접촉 정의를 위해 변형가능 배리어(Deformable barrier) 툴 제공   Solution Settings Solution Explorer tree에서 자세한 솔루션 파라미터를 정의 : Attributes, Animation Progress, Time Stepping Routine, Fields and global parameters, Settings 및 Statistics section 특히, Statistics section은 모델 확인의 마지막 단계에서 유용하며, 모델의 요소 수, 질량 및 무게중심에 대한 정보 제공   Calculations & Animation 계산 프로세스는 Process Unit에서 한번의 클릭으로 진행되며, Process Unit 창에서 시각적으로 진행 상황을 모니터링 전체 차량 충돌 해석은 일반 데스크탑 PC/노트북에서 1분 내외로 계산이 완료되며, 다중 계산이 가능하여 계산시간 추가 단축 가능 계산 프로세스가 완료된 후 하중 조건에 따른 해석 결과를 애니메이션으로 확인할 수 있으며, SBE를 색깔 별로 간단히 구분하여 SBE의 순간 변형 상태를 쉽게 분석   Results : Chart Wizard 애니메이션과 함께 다양한 결과를 그래프로 생성하며, 사용자는 VCS 결과 파일 내에서 어느 객체든 선택 후 결과를 볼 수 있음 3D view에서 선택한 VCS 모델의 각 객체는 Selection Window에 자동으로 추가   VCS의 도입 효과 설계 초기 콘셉트 안으로 충돌 부재 단면 최적화가 가능하여 제품 개발 프로세스 촉진 장비 도입/운영 비용 절감 : 매크로 요소법에 기반한 빠른 계산으로 랩톱에서도 수초 또는 수분내에 계산이 가능 단순한 작업 환경에서 간편한 설계 변경이 가능하여, 해석 엔지니어가 아닌 설계 엔지니어도 쉽게 활용 가능   VCS의 주요 적용 분야 자동차 산업 및 조선산업 등에서 충돌하중을 받는 박판구조물의 설계, 해석 및 최적화 충돌/충격 부재의 단면 충돌 특성 평가/개선 및 최적화 컴포넌트(에너지 흡수 구조 부품, bumper back beam, FR Side 멤버, Fillar component 등)의 충돌 특성 평가 및 개선 부분 충돌 모델 및 풀 카 충돌 모델의 충돌 성능 평가 및 개선   ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

선박 유동 해석 소프트웨어, SimericsMP for Marine   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Simerics, www.simerics.co.kr ■ 자료 제공 : 경원테크, 031-706-2886, www.kw-tech.com SimericsMP for Marine은 선박유동해석 전용 CFD 소프트웨어이다. Rhino CAD(라이노 캐드)에 Plug-in으로 탑재된 Orca3D와 연동하면 편리성을 극대화할 수 있다. 이론 및 경험식의 한계를 뛰어넘어, 최첨단 수치해석 기법이 적용된 고성능 솔버를 경험할 수 있다. 1. 제품의 주요 특징 및 활용 분야 (1) Rhino plug-in Orca3D와의 완전히 연동된 CFD 해석 SimericsMP for Marine은 Rhino plug-in Orca3D에서 모델링한 3D 형상의 선박에 대해서 자동으로 무게중심, 관성모멘트, 경계조건, 초기조건, 격자 생성 등의 조건이 SimericsMP for Marine으로 전달되어 선박 설계자가 보다 편리하게 선박에 대한 성능 해석을 진행할 수 있다. (2) 선박의 성능 해석 및 예측 SimericsMP for Marine은 SimericsMP의 강력한 Multiphase 기능(VOF)와 병렬연산 기능을 활용하여 선박의 저항해석, 자항해석, 정지 성능 평가, 내항 성능 평가, 횡동요 테스트, 낙하 충격 테스트 등을 유동 해석을 통해 확인할 수 있다. (3) Advanced 선박 유동 해석 SimericsMP for Marine은 Premium 모듈을 통해서, Chine walking, 파도에 의한 선박 거동 해석, Roll damping, Fully Submerged bodies, 6DOF 해석이 가능하다.   2. 주요 고객 사이트 ■ 한국해양교통안전공단, 조선해양기자재연구원, 대해선박설계, 더원엔지니어링 등   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

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 

용접 소프트웨어, QustomWeld   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : QustomApps, www.qustomapps.com ■ 자료 제공 : 브이이엔지, 031-718-8501, www.veng.co.kr QustomWeld는 2D 및 3D 용접 해석을 Abaqus 환경하에서 할 수 있도록 해준다. QustomWeld는 용접 비드의 선택, 용접 토치 경로에 대한 법선 벡터 계산, 용접 시나리오에 따른 유한 요소 삽입 및 용접 이력에 따른 해석 결과를 포함하는 용접 해석 전 과정을 자동화할 수 있다. QustomWeld 인터페이스는 다수의 용접 로봇이 비드를 생성하는 증착 용접을 하는 경우나 비드 생성이 없는 레이저 용접을 동시에 고려할 수 있다. 복잡한 용접 시퀀스도 해석할 수가 있는데, 여러 경로의 용접 토치의 이동에 따라서 용접 비드가 동시에 생성되거나 순차적으로 생성, 혹은 이 두가지를 모두 고려할 수도 있다. 이런 과정은 단 하나의 로봇 혹은 다수의 로봇이 작업할 경우에도 적용이 가능하다. QustomWeld는 단순한 용접에도 적용이 가능하고 앞서 언급한 복잡한 모든 용접과정의 해석에도 문제없이 적용할 수 있다. 1. 주요 특징 QustomWeld 인터페이스는 Abaqus/CAE 환경에서 개발되었다. Abaqus/CAE에서 제공하는 요소 생성, 하중 및 경계조건 적용, 대류 열전달 적용 기능과 더불어 Abaqus/CAE에서 제공하는 모든 기능을 QustomWeld에서 사용할 수 있다. 만약 Abaqus/CAE가 지원하지 않고 있는 Abaqus Keyword는 텍스트 에디터를 통하여 지원할 수 있다. User subroutine은 요소의 활성화와 이동하는 열원을 해석하기 위하여 최적화 되어있다. 이 user subroutine은 라이브러리 형태로 제공되어 Fortran 컴파일러가 필요하지 않다. 비드를 표현하는 유한 요소의 활성화 및 토치를 묘사하는 열원를 위한 user subroutine은 Abaqus 2019부터 제공하는 Additive Manufacturing(3D Printing) 테크놀러지를 이용하여 개발되었다. 2. 주요 기능 (1) 용접 모재 선택 ■ CAD 지오메트리 혹은 메쉬 선택 ■ 외부 CAD 툴로부터 가지고 오거나 Abaqus/CAE에서 직접 생성 (2) 증착 용접(Deposition Weld) ■ CAD 지오메트리 혹은 메쉬 선택 ■ 토치 방향은 비드 중심, 인접요소의 법선 방향, 사용하는 좌표계, 혹은 사용자 지정 테이블로부터 계산됨 ■ 비드 및 토치 경로 선택 시 선택 영역을 하이라이트 하거나 컬러를 지정할 수 있음 ■ 에너지를 고려한 토치 콘트롤 ■ 토치의 열유속(Heat Flux)은 골닥 (Goldak)의 이중타원형 혹은 원뿔 형태의 형상으로 지정 ■ 2D and 3D에서 온도 기반의 청킹 (chunking) 고려 가능 (3) 빔/레이져 용접(Beam (Autogenous) Welds) ■ 용접 비드가 생성되지 않는 빔 혹은 레이저 용접 ■ 토치의 열유속(Heat Flux)은 골닥 (Goldak)의 이중타원형 혹은 원뿔 형태의 형상으로 지정 (4) Robots ■ 비드 혹은 빔 용접 로봇은 각각 용접 특성에 따른 기본 값 적용 ■ 용접 특성은 각각의 로봇에 다르게 적용 가능 (5) Welding Scenarios ■ 용접 시나리오는 자동적으로 용접 로봇의 제어방법에 따라서 생성될 수도 있고 다음 로봇 조건에 따라서 변경 가능 · 용접 및 비드 시퀀스 · 비드 사이의 냉각 시간 · 비드 방향 (전방 혹은 후방) · 비드 활성화 ■ 로봇에 따른 순차적 혹은 동시적 비드 생성 제어 (6) 해석 컨트롤 ■ 비드 생성과 빔 용접은 순차적으로 진행하거나 용접 비드를 여러 번의 청크로 활성화 가능 ■ 전체 해석 모델, 용접 순서, 비드 생성 순서에 따른 해석 결과에 대한 컨트롤 ■ 냉각 온도에 따른 비드 생성 중지     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

유한요소 해석 모델링 솔루션, Patran   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : MSC Software, www.mscsoftware.com/kr ■ 자료 제공 : 한국엠에스씨소프트웨어, 031-719-4466, www.mscsoftware.com/kr   1. Patran : 완벽한 유한요소 해석 모델링 솔루션 Patran(파트란)은 유한요소 해석(FEA)을 위해 세계에서 가장 널리 사용되는 전/후 처리 소프트웨어로 MSC Nastran, Marc, Abaqus, LS-DYNA, ANSYS, Pam-Crash 등 다양한 분야의 해석 솔버를 지원하고 이에 필요한 요소 모델링, 메시, 해석 설정 및 결과를 검토할 수 있는 후처리과정 기능을 제공한다. 유한요소 해석을 위한 포괄적인 전/후 처리 기능을 통해 엔지니어가 제품 설계를 더욱 좋은 품질로 개발 및 테스트하는데 도움을 준다. Patran은 설계, 해석 및 결과 평가를 연결해주므로 세계 최고의 제조사에서 시뮬레이션 모델의 생성 및 해석을 위한 표준도구로 사용하고 있다. Patran은 선형, 비선형, explicit dynamics, 열 해석 및 여러 분야의 유한요소 해석용 모델 생성과정을 간소화할 수 있는 폭넓은 도구를 지원한다. 설계된 CAD 모델을 불러왔을 때 존재하는 간격(gap)과 조각(sliver)을 쉽게 정리할 수 있는 geometry clean-up 도구부터, 형상을 처음부터 쉽게 생성할 수 있는 솔리드 모델링 도구까지 Patran을 사용하면 보다 쉽게 해석 모델을 만들 수 있다. 자동 메시 방법과 수동 메시 방법을 이용하거나 두 방법을 조합하면 1D, 2D, 3D CAD 모델을 편하게 메시할 수 있으므로 사용자가 유연하게 쓸 수 있다. 또한, 다양한 분야에서 사용되는 해석 솔버에 대한 하중, 경계조건 및 해석 설정을 지원하므로 입력파일을 편집해야 하는 수고를 최소화한다. 업계 테스트를 수년간 거친 Patran의 포괄적인 기능을 통해 가상의 개발 초기 구조물의 평가를 신속히 할 수 있고, 제품 성능에 필요한 요구사항을 검토하여 설계를 최적화하는데 도움이 된다. 2. 주요 기능 ■ 자동/대화형 Feature 인식과 함께 CAD geometry에 직접 접근할 수 있는 직관적인 그래픽 인터페이스 ■ 여러 MSC Software 솔버 및 타사 솔버를 지원 ■ 향상된 mesh-on-mesh 기능으로 강력한 자동 surface 및 solid 메시 생성 ■ Pre-load가 있는 연결요소 및 볼트 모델링 ■ 비선형 해석을 위한 전체 3D 컨택 시나리오를 쉽게 정의 ■ MSC Nastran 최적화 해석용 작업 ■ 대형 요소 모델을 해석하기 위한 슈퍼엘리먼트 정의 ■ Marc를 위한 연성 해석 사례 생성 ■ 다양한 후처리 도구를 사용하여 결과를 검토 ■ Result template를 통한 결과 표준화 구현 ■ Patran Command Language (PCL)로 사용자 맞춤형 인터페이스 생성 3. 적용 효과 ■ 설계 및 제품 개발 프로세스의 생산성 증대 ■ 해석으로 제품 테스트 시간 및 비용 절감 ■ 다분야 해석 및 최적화로 생산성과 정확성 향상     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

주요 CAE 소프트웨어 소개 ■ 개발 및 자료 제공 : 마이다스아이티, 031-789-2000, www.midasit.com 수년에 걸쳐 CAD(Computer-Aided Design) 시스템은 와이어 프레임 또는 면 기반의 모델에서 솔리드 모델과 파라메트릭 기반 모델까지 개발되었으며, 생산성 및 기하 형상의 완성도가 비약적으로 발전해 왔다.  midas MeshFree(마이다스 메시프리)는 설계 엔지니어에 의해서 완성된 CAD 모델 원형을 그대로 활용하여, 사용자가 요소망 생성 없이 시뮬레이션을 할 수 있는 기법으로 개발된 구조해석용 소프트웨어이다. midas MeshFree는 간략화 작업과 노동 집약적인 요소망 생성 작업 없이 빠르고 직관적으로 해석을 수행할 수 있다. 요소망을 생성하지 않는 작지만 새로운 변화는 시뮬레이션의 환경을 크게 변화시키고 있다. 개념 및 초기 설계 단계에서 설계 엔지니어를 중심으로 설계한 원본 CAD 형상을 그대로 활용하여 빠르고 효율적으로 분석할 수 있으며, 성능 검토 후 빠른 의사 결정으로 통해 설계에 보다 개선된 사항을 반영할 수 있다.  1. 설계 단계 CAE와 MeshFree CAE의 목표는 제품의 제반 성능을 정략적으로 예측하고, 설계에 적용하여 최적설계를 달성하는 것이다. 설계 단계 CAE는 설계 초기 단계인 기획 및 기본 설계 단계에서 성능을 분석하여, 양산 후 발생 가능한 문제점을 사전에 찾아내고, 이를 개선하는 것을 목적으로 한다.  midas MeshFree는 기존 FEM 기반의 해석 프로세서에서 가장 많은 노동력과 경험이 필요했던 부분인 간략화 과정 및 요소망 생성 작업을 제거함으로써 설계 엔지니어가 직관적으로 사용할 수 있도록 개발되었다. midas MeshFree의 개발 개념은 설계단계 CAE를 적극적으로 지원하고, 설계 엔지니어가 빠르게 제품을 학습하여 설계 과정 중에서 자신이 설계한 제품을 성능을 빠르게 파악하는 것으로 다음과 같은 원칙을 기반으로 개발하였다. ■ No geometry cleanup and simplifications ■ No mesh generation by user ■ No failed analysis ■ Performance and accuracy comparable to finite element method   midas MeshFree는 CAD 모델을 직접 이용하며 해석을 수행하기 위해서는 3D CAD 불러오기, 하중/경계조건 정의, 마지막으로 해석 실행 및 결과 분석인 3단계의 프로세스만으로 해석 결과를 도출할 수 있는 사용 편의성을 제공한다. 또한, 상용 CAD와의 연계성을 강화하여 CAD에서 정의한 재료 정보를 자동으로 불러올 수 있으며, 설계 변경된 모델도 최소한의 작업으로 해석을 수행하여 결과를 확인할 수 있는 Auto-Update 기능을 제공하고 있다. 단순히 설계 엔지니어가 간단하게 시뮬레이션을 수행하는 것을 목적으로 하는 것이 아니라, 결과를 분석하고 이를 빠르게 설계에 반영하여 변경된 성능을 빠르게 분석할 수 있도록 개발하였으며, 기업 내에서 최소의 노력으로 설계 단계 CAE 프로세스를 구축할 수 있도록 개발하였다.  2. MeshFree 주요 해석 기능 midas MeshFree 솔버는 강성 및 강도를 검토할 수 있는 선형 및 비선형 정적 해석, 진동 특성을 분석할 수 있는 모드 및 동해석(과도, 주파수, 랜덤진동, 응답 스펙트럼), 온도 하중에 대한 영향을 파악할 수 있는 정상/비정상 상태 열전달 해석을 제공하고 있으며, 설계 제품의 수명을 검토할 수 있는 피로해석과 최적 설계 안을 도출할 수 있는 위상 최적 설계 기능까지 제공하고 있으며, 주요 해석 기능은 다음과 같다. 현재 상용적으로 사용하는 무요소 방법들은 공통적으로 경계조건을 만족시키는 어려움과 비선형성에 의해 강성을 갱신하여 해석에 반복적으로 반영해야 하는 방식에 어려움을 겪고 있다. MeshFree는 체적 적분 기법을 통해 해석 대상의 강성을 계산하며, Update Lagrangian 기법을 이용하여 다양한 비선형성에 의해 갱신되는 강성을 반영할 수 있도록 개발하였다.  midas MeshFree에서 제공하는 비선형성은 대변형, 대회전이 유발되는 기하학적 비선형 문제, 탄소성 모델의 항복 이후 성능과 고무와 같은 초탄성 재료의 성능을 검토할 수 있는 재료 비선형, 그리고 공간상의 두 물체가 서로 맞닿을 수는 있으나, 관통할 수 없다는 조건을 기본 가정으로 하는 접촉 비선형 문제를 검토할 수 있다. midas MeshFree의 정렬격자 기반의 최신 해석 기술은 모델 간략화 및 이상화 없이 3D CAD 원형을 그대로 해석할 수 있는 기술이며, 강성, 강도, 진동, 열전달 및 열응력, 내구수명 그리고 최적화 기술까지 제공하고 있어 초기 설계단계에서 다양한 설계 안에 대한 제품의 성능을 설계 엔지니어를 중심을 검토할 수 있는 혁신적인 해석 기술이다. midas MeshFree는 설계 초기 단계에서 제품의 제반 성능을 정략적으로 예측하고 최적 설계를 달성할 수 있도록 지원하여 설계 시간 및 비용을 절감하고 혁신적인 설계안을 도출할 수 있도록 개발된 제품이다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 및 자료 제공 : DEP, 02-3446-9220, www.depusa.com   DEP의 MeshWorks(메시웍스) 소프트웨어는 국내 뿐 아니라 지엠, 포드, 크라이슬러와 캐터필러, 유럽의 마세라티, 메르세데스, 르노, 푸조, 일본 토요타, 혼다, 이스즈, 아이신, 인도의 타타, 마힌드라, 중국의 베이징자동차, 창안포드등 글로벌 OEM에서 사용되고 있다. 다중 최적화를 통한 기존 차량의 중량 절감 뿐 아니라 신규 차종의 개발 단계를 혁신적으로 단축함으로써 비용과 시간에서 많은 효과를 입증하고 있다. MeshWorks에는 4개의 코어 모델러, 즉 Parametric, Integrated, Automated 및 Associative modeler가 있으며, 그 특징은 다음과 같다. ■ Parametric modeler : 메시웍스에서 생성된 CAE 모델에서 파라미터 모델을 별도의 공정 없이 DEP의 특허 기술인 feature 인식 기술과 사용자 템플릿을 조합하여 파라미터 자동 생성이 가능하다. 이를 통해 추가적 모델링 부분에 대한 공수 절감이 가능하다. ■ Integrated modeler : 하나의 캐드 모델로 충돌, 내구, NVH 등 성능별 해석 모델을 동시에 생성 가능하며, 모든 해석 속성은 동시에 자동 업데이트되어 통합 모델 이용 시 해석공수 절감 및 다중 최적화에 응용에 용이하다.  ■ Automated modeler : 비전문 프로그래머도 반복적인 CAE 프로세스를 손쉽게 자동화할 수 있는 툴로서, 모델과 독립적으로 GUI를 이용하여 전체 워크플로에 통합시킬 수 있다. ■ Associative modeler : CAD와 CAE 데이터간의 긴밀한 결합성을 양방향으로 보장한다.  도면 업데이트 시 접촉, 하중, 경계조건 등 해석조건이 업데이트되고, 마찬가지로 메시가 모핑되면 CAD도 따라서 업데이트된다.   이러한 코어 모델러를 기반으로, MeshWorks는 그림과 같이 다양한 기능으로 구성되어 있으며, 이는 제품개발 주기 단축 및 표준 템플릿 활용으로 균일한 해석결과를 도출할 수 있게 한다.   1. 모핑 & 파라메터라이제이션 MeshWorks의 모핑 & 파라메터라이제이션 기능은 기존 FE/CFD 모델을 신규 형상에 맞게 신속하게 변형할 수 있는 Crtl Block 모핑, Freefrom 모핑, Curve based 모핑 등 여러 모핑 기법을 지원한다. 또한 파라미터 기능 및 auto DOE 기능을 활용하여 다중 최적화를 효과적으로 수행할 수 있다.   2. ConceptWorks ConceptWorks는 도면부재 시 개념설계 초기 단계에 신속한 신규 멤버 생성 및 기존 멤버 변경을 위한 기능을 추가하여, 세단에서 SUV 개조 혹은 엔진 차량을 친환경차로 개조하는 데에 유용하게 쓰인다.                       3. 모델 어셈블리                      모델 어셈블리 기능은 오토 점용접, SEAM 용접, 접착제 접착과 볼트 생성을 지원하며 특정 부품의 교체도 간편하게 수행할수 있다. 이 경우, 접촉과 리지드 정보는 자동적으로 업데이트될 뿐 아니라 솔버 데크도 변환된다.  4. Tetra/Hex 메시 또다른 메시웍스의 특장점은 고도로 자동화된 Tetra/Hex 메시 기능이다. 테트라 메시는 자동화된 템플릿 기반으로 고품질의 메시를 생성할 수 있으며 필렛, 튜브등 여러 요소들을 인식할 수 있고, 요소 제거 기능도 있다. Auto-Hexa 메시를 사용하면 한번의 버튼 조작으로 복잡한 형상의 고품질 Hexa 메시가 가능하며 시트폼, 범퍼폼, 캘리퍼 등에 쓰인다. Extrude Hexa는 주로 로터, 하우징 등에 사용된다. 5. CAD Morphing DEP의 특허 기술로 개발된 CAD 모핑은 캐드 데이터 모핑을 수행하는 기능이다. 완성차와 서브시스템에 적용할 경우 모핑된 캐드 모델은 높은 정밀도를 유지하며, 신속한 도면변경이 가능하다.  CAD 모핑 활용이 유용한 주요 3가지 경우는 아래와 같다.  ■ 개념설계에 신규 스타일링 데이터를 타깃으로 도면 모핑 가능 ■ 기존 도면에 신규 단면 정보를 반영하여 신규 도면 자동 업데이트 가능 ■ 기존 도면에 최적화 해석 결과를 반영한 도면 업데이트 가능   6. 디자인 어드바이저 디자인 어드바이저는 머신러닝과 AI 기술이 접목된 새로운 기능으로, 사용자가 형상 변경과 파라미터라이제이션을 진행하면서 해석 특성과 성능을 직관적으로 확인할 수 있도록 즉각적으로 변형값을 계산해서 화면에 표시한다.  BIW의 개념설계 단계에서 효용성이 매우 크며, 3D 캐드와 mid-mesh를 포함, 캐드-메시 비교를 통해서 기존 메시를 최대한 재사용할 수 있다.  메시웍스는 다양한 캐드, 해석 및 최적화 소프트웨어와 연계되어 글로벌 자동차 OEM과 중장비 업체에서 제품 품질 개선, 중량 절감, 신제품 개발 등 다양한 목적으로 사용되고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기