항공 우주 분야의 CAE 활용 사례   이 글에서는 항공 우주 분야에서 실제 업무에 다양하게 적용되고 있는 구조 음향 해석 프로세스 및 실제 사례를 소개한다.   ■ 정찬희 헥사곤 코리아 디자인 및 엔지니어링 BU의 이사로, 음향 해석 전문 소프트웨어인 Actran의 PreSales/Tech Support/Consulting SVC를 담당하고 있다 홈페이지 | www.hexagon.com   일반적으로 구조물 설계에 있어서 음압에 의한 구조 손상은 거의 고려하지 않는다. 하지만 우주 발사체는 이륙시에 160~200dB에 이르는 매우 높은 음압이 발생하기 때문에, 발사체뿐 아니라 탑재물의 구조적 손상을 일으킬 수 있다. 특히 매우 정밀하고 구조적으로 약한 태양전지 패널이나 안테나같은 경우, 이러한 높은 음압 하에서 음향 피로(acoustic fatigue)에 의한 손상에 취약하다. 우주 발사체나 탑재물은 그 특성 상 제품 단가와 발사 비용이 매우 높고 장기간의 개발 기간이 필요할 뿐 아니라 사고 발생시 인명 손실까지 발생할 수 있기 때문에, 설계 및 검증 단계에서 발사체와 탑재물에 발생하는 높은 음향 하중 하에서의 진동 음향 거동을 예측하여야 한다.   그림 1   액트란(Actran)은 구조물의 구조 음향 거동을 정확하게 예측할 수 있는 전문 음향 해석 소프트웨어로, 이러한 높은 음향 하중 하에서의 진동 음향 거동을 예측하기 위해 사용되고 있다. 액트란을 이용한 우주 발사체에 대한 구조 음향 해석 프로세스는 <그림 2>와 같다.   그림 2   음향 해석에 사용되는 가진원은 크게 두 종류로, Deterministic 가진과 Random 가진으로 나뉜다. 우주발사체에 적용할 수 있는 Deterministic 가진은 다음과 같다.   구조물에 가해지는 국부하중 및 분포하중 평면파(planewave) 외부 음장 해석으로부터 구해지는 음압 비정상(unsteady) CFD 해석으로부터 구해지는 유체역학적 압력 DFAT(DirectFieldAcousticTesting) 모델   우주발사체에 적용할 수 있는 Random 가진은 다음과 같다.   잔향실(diffuse sound field) 조건(탑재물 대상 masking 효과 고려) 난류경계층조건(turbulentboundarylayer)   앞서 소개한 구조 음향 해석 프로세스는 다양한 항공 우주 분야에서 실제 업무에 적용되고 있으며, 대표적인 사례는 다음과 같다.   베가 발사체 중단 구조물의 구조 음향 해석(Vibro ­acoustic analysis of the interstage structures) 발사시 구조물의 진동과 음향 하중에 의해 발사체의 전자 부품 및 기계 부품의 오작동이 발생할 수 있다. 이를 위해 아비오(Avio)에서는 베가(VEGA) 발사체의 구조 음향 거동을 예측하는 방법론을 개발하고자 하였다. MSC 나스트란(MSC Nastran)을 이용하여 중단 구조물의 동적 거동을 예측하였으며, 액트란을 이용하여 내부 캐비티(cavity)를 고려한 잔향실 가진과 구조가진 하에서 구조물의 거동을 예측한 결과 해석과 실험의 상관성은 높은 수준으로 일치하였다.   ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

  INFOWORLD   New Products 17　크리에이터의 창의력을 끌어올리는 기능 강화 및 안정성 향상　언리얼 엔진 5.2 20　구조해석 및 다양한 설계 모듈이 추가된 CAD/CAE/CAM 솔루션　ZW3D 2024 24　데스크톱-모바일-클라우드 통합 지원하는 CAD 솔루션　아레스 트리니티 2024 26　건축 조형 폼 메이커 3D 퍼즐　GEOMETREE 30　이달의 신제품   Case Study 33　언리얼 엔진과 메타휴먼으로 디지털 휴먼 구현　차별화된 콘텐츠 선보이는 버추얼 아이돌 그룹, 메이브 38　도시 계획, 애니메이션, 메타버스 등 다양한 영역의 유니티 활용 사례　메이드 위드 유니티 : 게임 외에 유니티가 활용되는 7가지 분야   Focus 42　3D시스템즈코리아, 생산성 향상과 제조혁신을 위한 3D 프린팅의 가능성 제시 45　마이크로소프트, “업무 생산성을 높이기 위해 사람과 AI의 협력이 중요” 48　오라클, 데이터 웨어하우스 기술 혁신으로 기업 데이터의 수집/분석/공유 강화 지원   On Air 캐드앤그래픽스 CNG TV 지식방송 지상중계 51　플랜트 배관 도면의 효과적인 생성을 위한 ISO 마스터 52　연결, 협업, 데이터 기반의 건설을 구현하는 CDE 53　건설 생산성을 높이는 AR/MR 기술 활용 사례 소개   Column 54　책에서 얻은 것 No.17 / 류용효　챗GPT 빅 웨이브 58　디지털 지식전문가 조형식의 지식마당 / 조형식　PLM 시대정신, 트렌드, 챗GPT 활용   60　News 62　New Books   Directory 123　국내 주요 CAD/CAM/CAE/PDM 소프트웨어 공급업체 디렉토리   CADPIA   AEC 68　BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크 / 강태욱　Stable Diffusion, ControlNet 및 ComfyUI 사용 방법 73　데스크톱/모바일/클라우드를 지원하는 아레스 캐드 2024 (2) / 천벼리　도구 팔레트 기능 76　새로워진 캐디안 2023 살펴보기 (8) / 최영석　Express Tools, 수정 기능 소개   Reverse Engineering 79　이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (6) / 유우식　에너지 측정 86　포인트셰이프 디자인을 사용한 역설계 사례 / 드림티엔에스　팬 스캔 데이터의 역설계 작업 과정   Mechanical 90　제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 10.0 (1) / 박수민　개선된 부품 모델링   Analysis 94　항공 우주 분야의 CAE 활용 사례 / 정찬희　우주 발사체의 이륙 시 음향 해석 99　앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례 / 이동혁　Explicit Dynamics를 활용한 순폭 해석 104　제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (1) / 목종수　모델 기반 시스템 엔지니어링의 개요   3D Printing 108　목적에 맞는 3D 프린팅 기술과 소재의 활용 사례 / 조안기　3D 프린터를 이용한 VR 헤드셋 제작   PLM 112　제조기업의 미래를 위한 PLM 이야기 (5) / 김성희　인재 관리를 강화할 수 있는 PLM   Cloud Computing 116　산업 현장에서 활용할 수 있는 AWS IoT 서비스 (2) / 조상만　AWS IoT의 핵심 서비스, IoT 코어