이에이트는 2023년에 이어 국내 금융기관 데이터센터를 대상으로 재난재해 시뮬레이션 및 예방 대책 수립 용역을 수행했다고 밝혔다. 대상 지역은 인근에 산림과 하천이 인접한 곳으로 장마 및 국지성 폭우 시 침수 피해가 우려되는 지형이다. 이 사업에서 이에이트는 대상 건물과 주변 건물의 지하와 지상 층수 및 층고를 모두 반영하여 3D 모델링의 정확도를 높였다. 폭우에 따른 최악의 조건을 산정하기 위해 모든 건물에 대해 우수 관로를 반영하지 않고 시뮬레이션 해석을 진행하였으며, 최근 30년간 기록된 1시간 최다 강수량(92mm)과 이상기후를 고려한 집중호우(120mm)가 지속될 경우의 건물 침수 영향을 분석하였다. 동사의 자사의 시뮬레이션 솔루션인 NFLOW를 통해 강우량과 물의 흐름, 하수도 및 배수관 유입 등을 3D로 가시화하여 도심지 침수의 주요 원인 중 하나인 배수시설의 용량 부족을 확인하고, 이에 대한 보완책을 마련하였다. 재난재해 시뮬레이션 해석을 통해 고객사는 ▲폭우침수 피해 범위 확인 ▲차수벽 설치 등 대책 수립 ▲침수 발생 시 대피 경로 확보 ▲반복 시뮬레이션을 통한 이상기후 예방 프로토콜 마련 등 재난재해로부터 데이터센터의 취약점을 발견하고 예방책을 수립하였다.     AI와 클라우드 기술의 보편화로 데이터센터의 중요성이 더욱 커지면서, 기업들은 안전한 데이터센터를 구축하기 위해 재난재해 시뮬레이션에 많은 관심을 보이고 있다. 이에이트는 폭우·침수 시뮬레이션뿐만 아니라 군중 밀집 시뮬레이션, 화재 경로 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 디지털 트윈을 적용하고 있다. 이에이트 관계자는 “비용 대비 기대 효과가 큰 디지털 트윈은 우리 일상에 필수 기술로 진화하고 있다”면서, “이에이트는 생성형 AI 기술을 접목하여 시뮬레이션의 정확도를 고도화하고 있다”고 사업 마무리 소감을 밝혔다.

시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (4)   시뮤워프(SimuWarp)는 아바쿠스/CAE(Abaqus/CAE)의 플러그인 형태로 제공되어 후변형 시뮬레이션을 위한 자동화된 모델 설정을 제공한다. 이를 통해 시뮬레이션 작업 흐름을 촉진하고 속도를 높이며 모델의 모든 관련 측면이 올바르게 설정되도록 보장한다.   ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com   정확한 재료 모델링은 정교한 복합재 후변형 시뮬레이션의 핵심이다. 시뮤워프에는 광범위한 재료 모델이 포함되어 있어, 열가소성 및 열경화성 재료의 안정적인 후변형 예측에 필수적인 모든 재료 특성을 고려할 수 있다.     시뮤워프의 주요 기능 후변형(구성 요소 및 어셈블리) 예측           후변형은 폴리머의 온도나 형태 변화로 인한 수축 변형으로 인해 발생된다. 적용된 열 경계 조건에 따라 두께 방향의 응력 구배로 인해 부품 모양이 변형된다. 복합재를 사용할 때 섬유의 분포와 방향은 응력 구배의 추가적인 원인이다. 결과적인 응력 상태를 계산하면 해당 부품 변형을 예측하고 규정된 공차가 충족되는지 확인할 수 있다. 후변형 구성요소가 더 큰 어셈블리의 일부인 경우, 장착 후 개별 구성요소와 연결된 부품의 변형이 발생한다. 이러한 변형은 비용이 많이 드는 실험을 수행할 필요 없이 어셈블리를 시뮬레이션 모델에 통합하여 예측할 수 있다.   후변형 최적화     후변형 시뮬레이션에는 부품 및 프로세스 설계 중에 정의된 여러 측면이 통합되어 있다. 따라서 이러한 설계 변수와 관련하여 결과 부품 형상의 민감도를 결정하는 데 활용될 수 있다. 무엇보다도 이를 통해 변형을 최소화하거나 부품 모양을 의도적으로 조정할 수 있다. 후자는 부품의 목표 적용에 유리한 특정 잔류 응력 상태를 유발하는 데 사용될 수 있다.   열운동 분석     가열 및 냉각 공정에 대한 정확한 분석은 공정으로 인한 잔류 변형을 예측하는 데 필수이다. 시뮤워프는 온도 분포를 정확하게 모델링하고 가교 결합(열 경화성) 또는 결정화(열 가소성)로 인한 수축 변형을 유도하는 정교한 모델을 포함하고 있다. 이 분석은 완전한 기능을 갖춘 변형 시뮬레이션의 일부로 수행되거나 독립형(예 : 냉각 시스템 설계에 대한 빠른 평가)으로 수행될 수 있다.   구조 성능 평가     공정으로 인한 잔류 응력을 예측하면 부품의 예상 성능을 더 잘 예측할 수 있다. 예를 들어 중요한 측면은 피로 또는 강도가 될 수 있다. 시뮤체인(SimuChain)을 사용하면 변형 시뮬레이션 결과를 다른 수치 모델로 전송할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (10)   이번 호에서는 CFD에 유한요소법을 활용해 더 적은 요소 수로 해석 정확도를 높일 수 있는 곡선형 혼합 오더 메시(Mixed Order Mesh)를 생성하는 방법을 살펴본다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   High-Order 메시 커브는 전산유체역학(CFD) 솔버 커뮤니티에서 유한요소법(FEM)을 활용하는 사람들에게 큰 도움이 될 새로운 기술이다. 유한요소기법은 유한 체적 및 유한 미분 방법과 같은 기존 CFD 방법보다 적은 요소 수로 정확도를 높인다. 선형 요소의 가장자리, 면, 내부에 버텍스(새로운 자유도)를 추가로 도입하여 정확도를 높일 수 있다. 곡선 지오메트리에 인접한 요소의 경우 이러한 새로운 자유도가 지오메트리에 위치해야 하므로 원래 선형 요소의 모양이 변경된다. 메시가 점성이 있는 경계를 향해 요소들이 모여 있는 경우 이 과정은 더 어렵다. 또한 내부 요소의 가장자리와 면은 요소 반전을 방지하기 위해 경계 요소 곡률에 따라 곡선을 만들어야 한다. 케이던스 피델리티 포인트와이즈(Cadence Fidelity Pointwise)에서 사용하는 WCN 스무딩에 대한 연구를 통해 혼합 오더 메시(Mixed Order Mesh)를 사용하여 지오메트리 곡률을 해결할 수 있다. 요소는 곡률이 심한 지오메트리 근처에서는 최대 4차 다항식(quartic)까지 올라갈 수 있으며, 곡률이 심한 지오메트리에서 멀리 떨어진 곳에서는 선형을 유지한다. 메시 평활화 방법은 비용 함수를 사용하여 원하는 요소 모양과 양의 자코비안을 각 요소에 적용한다. 요소가 지오메트리 근처에서 곡선이 될 때 점성 메시 간격이 유지된다. 결과는 복잡한 3D 구성에 대해 표시된다.   지오메트리 선형 메시를 올리고 표면 곡률에 따라 곡선을 그리려면 지오메트리에 쉽게 액세스하고 강력한 초기화 및 평활화 프로세스가 필요하다. 초기화 중에 고차 노드가 지오메트리에 정확하게 배치되고 메시 평활화 중에 표면에 유지되도록 하려면, 지오메트리에 대한 표면 검색작업이 필요하다. 엘리베이트 및 스무딩을 위한 지오메트리 액세스는 메시링크 API¹) 를 통해 제공된다. 메시링크는 지오메트리 및 메시 데이터를 관리하기 위한 라이브러리로, 메시 생성 및 메시 적응 애플리케이션과 관련된 함수를 쿼리할 수 있는 간단한 인터페이스를 제공한다.   혼합 오더 커브 프로세스 혼합 오더 메시 커브는 유효한 선형 메시로 시작하는 프로세스를 사용한다. 프로세스의 주요 구성 요소는 <그림 1>의 순서도에 나와 있다. 이 백서 전체에서 요소의 차수 또는 다항식 차수는 선형, 이차, 입방체와 같은 Q1~4 명명법을 사용하여 표시되며, 이차 요소는 각각 Q1, Q2, Q3, Q4이다. 고차 요소는 라그랑지안 기저 함수를 사용하여 요소의 가장자리, 면, 내부에 고차 노드를 고르게 분포시킨다. 이러한 물리적 노드는 하위 요소와 요소 모양을 적용하기 위해 WCN 방식에 필수이다.   그림 1. 혼합 오더 메시 커브 프로세스의 순서도에는 가장 안쪽 고도 루프를 통과하는 여러 경로가 포함되어 있다. 진입 지점에 따라 색상으로 구분된 화살표를 따라가게 된다.   고도 프로세스는 입력된 선형 메시에서 시작하여 사용자가 요청한 최종 차수인 Qfinal에 도달할 때까지 최대 차수인 Qmax를 한번에 하나씩 증가시킨다. 각 차수 패스동안 먼저 표면 요소와 볼륨 요소의 편차를 테스트한다. 고차 점이 지오메트리에서 너무 많이 벗어나는 서피스 요소(허용 오차 기준)는 높이가 올라가고, 그 섭동이 볼륨에 퍼진다. 마지막으로, 요소 반전을 수정하고 엘리베이션 프로세스에서 생성된 요소의 품질을 개선하기 위해 WCN 메시 스무딩이 수행된다. 각 스무딩 반복 후 각 볼륨 요소의 편차를 다시 테스트하여 추가 높이 조정이 필요한지 여부를 결정한다. 이 프로세스는 모든 요소가 편차 기준을 충족하거나 최종 정도에 도달할 때까지 반복되며, 메시 평활화 프로세스가 수렴한다. 품질 제약 조건은 인접한 요소가 한 차수 이상 차이가 나지 않도록 보장한다. 최종 출력은 같은 차수의 요소 간에 공유되는 고차 노드가 포함된 메시이다. 그러나 차수가 다른 요소 간에 공유되는 면과 가장자리는 동일한 인터페이스 노드를 공유하지 않다. 따라서 내보내기 전에 이러한 인터페이스에서 형상 적합성을 적용한다.   요소 편차 메트릭 편차 메트릭(Deviation Metric)은 엘리먼트 엘리베이션 프로세스 및 메시 스무딩 프로세스의 일부로, 엘리먼트 엘리베이션 프로세스를 제어한다. 편차 메트릭은 곡선 경계 또는 다른 볼륨 요소에 인접한 요소의 가장자리와 면에 있는 테스트 노드의 변위를 측정한다. 이러한 테스트 노드의 변위가 임계값 거리를 초과하면 해당 요소에 상승 플래그가 지정된다. 높이를 트리거하는 임계값은 요소 내의 최소 선형 에지 길이에 입력 편차 임계값 파라미터(일반적으로 1~5%)를 곱한 값이다.   서피스 요소 편차 곡선 경계에 인접한 요소의 경우 편차 메트릭은 6차 가우스 구적법 점 위치에 배치된 테스트 노드를 사용한다. 그런 다음 테스트 노드를 지오메트리에 투영하고, 원래 위치와 투영된 위치 사이의 거리를 측정한다. 편차량은 <그림 2>에서 선형 삼각형의 중심(청록색)에 있는 테스트 노드를 곡선 지오메트리 표면(주황색)에 투영하여 보여준다.   그림 2. 지오메트리에 투영된 표면 요소의 중심에 있는 테스트 노드     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   이번 호에서는 태성에스엔이의 자회사로 적층제조(AM) 전문 CAE 기업인 원에이엠이 한국항공우주연구원 우주발사체 엔진의 개폐밸브 하우징에 대한 L-PBF 방식 금속 적층제조 공정 중 발생한 과열 문제를 앤시스 워크벤치 애디티브(Ansys Workbench Additive)를 통해 검토하고 해결한 사례를 소개하고자 한다.   ■ 김재은 원에이엠 DfAM팀의 선임연구원으로 Ansys Additive 라이선스 및 다양한 적층제조 관련 교육을 담당하고 있으며, 적층제조 특화 설계를 통한 성공사례를 만들어가고 있다. 홈페이지 | www.oneam.co.kr   금속 적층제조 공정은 상대적으로 높은 설계 자유도 및 공정 자유도에 의해 항공우주, 모빌리티 등의 산업에서 고부가가치 제품의 생산 또는 개발 단계의 성능 검증과 제품 제작에 많이 이용된다. 특히 L-PBF(Laser-Powder Bed Fusion) 방식이 가장 널리 쓰이는데, L-PBF 방식의 금속 적층제조는 금속분말이 얇게 도포된 베드 위에 레이저로 고밀도의 에너지를 조사함으로써 제품을 생산하는 방법을 일컫는다. 균일한 두께로 얇게 도포된 금속 분말은 레이저에 의해 용융되고, 고화 및 분말 도포 과정이 반복되며 층별로 쌓임으로써 제품 형상을 구현한다. 이러한 생산 방식으로 인해 L-PBF 방식 금속 적층제조 공정에서는 필연적으로 열이 발생한다. 이 열을 안정적으로 해소하지 못한 경우 제품의 변형, 크랙(갈라짐) 등이 발생할 가능성이 높아지고, 심각한 경우 공정을 중단하는 사태에 이르게 될 수 있다. 따라서 제품의 개발 비용 손실 최소화 및 성능 만족 측면에서 적층제조 공정 중 문제를 일으킬 가능성이 높은 열 문제를 반드시 검토하고 해결해야 한다.    발사체 엔진 개폐밸브 하우징의 과열 탐색 필요성 한국항공우주연구원은 대한민국 항공우주 분야의 중심 연구기관으로, 항공기·인공위성·우주발사체의 종합 시스템 및 핵심 기술 연구 개발을 수행하고 있다. 최근에는 우리나라 최초의 달 궤도선 다누리의 개발과 국내 독자 기술로 개발한 한국형 발사체 누리호의 개발에 성공하였으며, 차세대 발사체 개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 우주발사체의 추진력은 엔진의 점화와 연소 중단을 통해 얻는데, 이때 연소기 내에서 산화제(산소)와 연료의 공급/차단이 원활히 이루어지도록 하는 것이 개폐밸브이다.  개폐밸브는 액체산소(LOX)가 산화제로 사용되기 때문에 -183℃의 극저온 환경에서 안정적으로 작동하여야 하며 기밀, 열림 압력, 내구성 등 밸브 성능에 높은 신뢰성이 요구된다. 또한 밸브 크기 및 무게의 제한으로 인해 개발 요구조건 난이도가 높다. 이러한 개발 요구조건을 만족시키기 위해 개폐밸브 작동조건 및 환경을 고려한 설계와 함께, 극저온 취성을 포함한 우수한 성질의 소재로 제작하는 것이 필요하다.  앞선 요구조건을 만족하도록 연구개발 및 해석을 통해 개폐밸브 하우징은 위상최적화 기법을 도입하여 설계되었고(그림 1) 위상 구조가 복잡해짐에 따라 L-PBF 방식의 금속 적층제조 공정으로 제작이 결정되었다.   그림 1. 한국항공우주연구원의 개폐밸브 하우징   L-PBF 방식의 금속 적층제조 공정은 얇은 금속 분말 층을 레이저로 용융한 뒤 고화시키는 과정을 반복하여 쌓음으로써 제품을 생산한다. 때문에 금속 적층제조 공정 중에 필연적으로 열이 발생한다. 이렇게 발생된 열의 대부분은 전도를 통해 제품의 하단, 즉 베이스플레이트 쪽으로 이동하며 배출된다. 그런데, 이때 열을 충분히 해소시키지 못하는 경우 과열 문제가 발생할 가능성이 높다. 주로 베이스플레이트 쪽으로 열을 전도시키는 매개체가 부족하거나, 제품의 단면적 변화가 급격하여 열 전달의 병목 구간이 존재하는 경우 나타난다. 이러한 과열 및 적층 레이어 간의 높은 열 구배는 잔류응력을 유발하는데, 이는 제품의 과도한 변형 및 크랙(갈라짐)을 일으키거나 제조 공정이 중단되는 사태에 이르게 될 수 있다. 따라서, 금속 적층제조 공정에 들어가기 앞서 문제를 초래할 가능성이 있는 과열 영역에 대해 사전 검토가 필요하다.   그림 2. 과열에 의한 파트 변형 예   추가로, 금속 적층제조 공정에서 열 전도도가 낮아 열 배출이 용이하지 않은 소재를 사용할 경우 과열에 더 유의해야 한다. 대표적으로 철 합금, 니켈 합금, 티타늄 합금 등이 있는데, 이 소재들은 고강도, 극저온, 인체 적합성 등 특수한 사용 환경 및 조건에 의해 항공우주, 모빌리티, 의료 등의 분야에서 활용도가 높다.    그림 3. Ansys Additive Manufacturing Materials의 열전도도 비교   한국항공우주연구원의 개폐밸브 하우징도 마찬가지로 -183℃의 액체산소(LOX) 산화제를 사용하고 내압, 진동, 열변형을 견뎌야 한다는 운용 환경에 의해, 니켈 합금인 Inconel 소재로 금속 적층제조 공정을 수행하게 되었다. 따라서, 위상최적설계를 통해 형상 복잡도가 높아 열 배출이 어려워진 것에 더해, 열전도도가 낮은 Inconel 소재 적용으로 과열에 대한 위험성이 높아졌다. 또한 제품의 크기가 커서 대형 장비로 제작해야 되기 때문에, 소형 대비 제작 실패 시 발생 비용이 높다. 그러므로 개폐밸브 하우징은 금속 적층제조 공정 제작 난이도가 매우 높고 제작 실패 시 발생 비용이 크기 때문에, 사전 검토 단계에서 과열 영역 탐색을 도입하고 문제 발생 가능성이 높은 부분에 대해 예방할 필요가 있다. 따라서 이번 호에서는 앤시스 워크벤치 애디티브를 활용하여 해석적으로 과열 영역을 확인하고, 실제 제작된 제품과 비교함으로써 신뢰성을 확보하고자 하였다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(지멘스 DISW)는 지난 6월 4일 ‘오토모티브 엔지니어링 이노베이션 데이’를 진행했다. 이번 행사에서 지멘스 DISW는 최근 자동차 산업의 주요 이슈인 전기자동차(EV), 자율주행 자동차(AV), 소프트웨어 정의 자동차(SDV), 인공지능(AI) 등에 대한 자사의 비전과 솔루션, 사례 등을 소개했다. ■ 정수진 편집장     포괄적인 기술로 디지털 엔지니어링 구현 지멘스 DISW 코리아의 오병준 지사장은 “지멘스는 ECU(전자 제어 유닛) 칩부터 스마트 시티까지 아우르는 토털 아키텍처 및 솔루션으로 우리의 삶은 윤택하게 만든다는 ‘칩 투 시티’ 비전을 지향한다”면서, “디지털 엔지니어링 환경은 데이터의 흐름으로 직결된다. 데이터 환경 없이는 디지털 전환이 불가능하다. 지멘스는 통합 개발 환경으로 자동차 산업의 타임 투 마켓을 줄이는 동시에, 인공지능/머신러닝을 통한 자율주행의 완성까지 지원하고 있다”고 덧붙였다. 또한, 오병준 지사장은 NX, 팀센터, 심센터, 테크노매틱스, 폴라리온, 캐피탈, 멘딕스 등 지멘스의 솔루션 포트폴리오를 도입해 BOM을 통합하고 설계부터 생산까지 일관 프로세스 구축을 추진 중인 BYD 및 폴라리온 ALM(애플리케이션 수명주기 관리)을 통해 AI/ML 및 ECU의 통합 개발을 추진하고 있는 니오 등 자동차 업체 사례를 소개했다. 그리고, 자사의 포괄적인 솔루션 포트폴리오와 글로벌 엔지니어링 서비스를 통해 SDV, AI 등 자동차 산업의 이슈에 대응할 수 있는 역량을 제공한다고 전했다.   자동차 개발을 위한 시뮬레이션과 디지털 스레드 지멘스 DISW의 스티븐 돔(Steven Dom) 오토모티브 인더스트리 솔루션즈 디렉터는 ‘EV/AV 시대의 심센터 디지털 스레드 전략’에 대해 소개했다. 전기자동차와 SDV는 자동차 엔지니어링의 복잡성을 크게 늘렸다. 컴포넌트가 통합되고 하드웨어와 소프트웨어가 통합되면서 개발에 더 많은 시간과 리소스가 필요해진 것이다. 돔 디렉터는 “디지털화는 이런 복잡성의 문제를 해결할 수 있는 유효한 수단이며, 엔지니어링의 총체적인 전환을 통해 복잡성을 경쟁력으로 바꿀 수 있다”고 짚었다. 지멘스는 CAD 모델이나 해석 모델 기반의 디지털 트윈에 그치지 않고, 디지털 데이터의 연결된 흐름을 구현하는 디지털 스레드가 이런 문제를 해결할 수 있는 수단이 될 것으로 보고 있다. 특히 지멘스의 포괄적인 솔루션 포트폴리오인 엑셀러레이터(Xcelerator) 가운데 심센터(Simcenter)는 시뮬레이션과 테스트의 통합 및 다분야 엔지니어링을 통해 제품 혁신에 도움을 주고, 산업 전문성 및 베스트 프랙티스를 제공하면서 전체 제품 수명주기에 통합돼 프로세스 효율 향상을 지원하는 솔루션 라인업이다. 돔 디렉터는 이런 심센터가 제품 개발과 엔지니어링에 관한 자동차 업계의 문제를 해결할 수 있다고 소개했다. “심센터는 효율적인 협업 엔지니어링을 지원해 디지털 트윈에서 수명주기 전반의 가치를 창출할 수 있게 돕는다. 심센터가 제공하는 MBD(모델 기반 설계) 접근법은 가상 프로토타입 어셈블리(VPA)를 통해 차량의 NVH(소음 진동) 퍼포먼스를 예측할 수 있도록 한다. 또한 지멘스의 ‘실행 가능한 디지털 트윈(xDT)’은 스마트 버추얼 센서, 모델 기반의 시스템 테스트, 인 서비스 데이터 주도의 설계 등을 가능하게 한다”는 것이 그의 설명이다. 한편, 돔 디렉터는 디지털 트윈과 머신러닝의 결합 방법에 대해서도 소개했다. 인공지능/머신러닝은 더 빠른 의사결정을 지원하고, 물리 데이터 및 시뮬레이션 데이터의 품질을 높일 수 있으며, 사용자 경험(UX) 개선에도 활용이 가능하다. 지멘스의 심센터 스튜디오(Simcenter Studio)는 생성형 엔지니어링을 통한 제품의 개념 평가를 지원하며, 히즈 AI 시뮬레이션 프레딕터(HEEDS AI Simulation Predictor)는 물리 기반 시뮬레이션과 AI/ML을 결합해 설계 대안에 대한 평가와 의사결정을 더욱 빠르게 만들 수 있다.   ▲ 전동 파워트레인의 디지털 스레드 개발 워크플로   자동차 산업에서 AI와 가상 제품 개발의 활용 사례 소개 현대자동차의 한용하 연구위원은 “멀티피직스/멀티스케일/멀티레벨을 고려한 모델 기반의 자동차 개발 요구가 늘고 있으며, AI와 데이터 과학의 연계도 화두가 되고 있다”면서, 자동차 CAE 영역에서 현대자동차가 AI를 적용하고 있는 사례를 소개했다. 현대자동차는 프로덕트 AI/엔터프라이즈 AI/엔지니어링 AI 등 R&D를 위한 AI를 추진하고 있다. 그리고 AI 활용을 활성화하기 위한 핵심 요소로 R&D 데이터 허브 마련, AI 역량 강화, AI 활용 인프라 구축 등을 설정했다. 한용하 연구위원은 CAE/성능 예측 영역에서 AI가 성공하기 위한 요소로 데이터 정의 및 준비, 워크플로 구축, 도메인 지식을 꼽았다. 특히 “AI에서는 데이터가 핵심이다. 데이터의 준비 작업부터 데이터 재정의, 활용 시나리오를 고려한 체계적인 수집 방법론 등 폭넓은 고민이 필요하다”고 전했다. GM테크니컬코리아의 김태헌 상무는 물리 기반의 자동차 개발에서 가상 개발 환경으로의 변화에 대해 소개했다. 자동차 산업에서 가상 제품 개발의 한 가지 사례로는 ADAS(첨단 운전 보조 시스템)를 들 수 있다. ADAS의 개발 과정에서 도로의 데이터를 입력하는 데에 VR(가상현실)을 활용함으로써 개발 시간을 줄이고, 다양한 조건을 생성해 학습할 수 있도록 해 준다. 또한, 기존 데스트의 데이터와 CAE를 결합하면 풍동 실험을 대체할 수도 있다. 김태헌 상무는 “시뮬레이션은 눈으로 확인하기 어려웠던 것을 볼 수 있게 해 줘서 제품에 대해 더 잘 이해할 수 있는 기회를 제공하기도 한다”면서, “이전에는 테스트에 참고하기 위한 CAE 및 테스트 기반의 개발을 진행했다면, 이제는 전체 가상 차량을 만들어 다양한 시뮬레이션으로 자동차를 개발함으로써 프로토타입을 1/10로 줄일 수 있게 되었다. 가까운 장래에는 ‘제로 프로토타입’이 실현될 것”이라고 소개했다. 또한, “가상화의 종착점은 판매 가능한 완성도를 실현하고, 실물 테스트를 완전히 제거하며, 철저하고 엄격한 엔지니어링을 실현하는 것이 될 것”이라고 전했다. 한편, 지멘스 DISW는 이번 ‘오토모티브 엔지니어링 이노베이션 데이’에서 통합 디지털 개발 프레임워크, EV 전자장비의 열 문제 해결을 위한 시뮬레이션 전략, 자율주행 차량/모터의 설계와 검증 및 NVH 해석을 위한 솔루션과 사례, 모델 기반 개발과 AI ROM(축소 차수 모델)의 활용, EV/AV 엔지니어링 서비스 등의 내용을 소개했다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

다쏘시스템은 스텔란티스의 모터스포츠팀인 푸조스포츠(Peugeot Sport)와의 파트너십을 발표했다. 양사는 협력을 통해 2024 FIA 세계 내구 레이스 챔피언십(WEC) 시즌에 참가하는 푸조 9X8 하이브리드 하이퍼카의 공기역학을 시뮬레이션 및 최적화하고, 모터스포츠 분야에서 고성능 전기 모빌리티를 선보여 스텔란티스의 자동차 브랜드 가치를 높일 계획이다. 다쏘시스템 3D익스피리언스 플랫폼 기반의 시뮬리아 파워플로우(SIMULIA PowerFLOW) 애플리케이션은 자동차 전체 외관의 버추얼 트윈을 생성하고, 다양한 디자인이 성능이나 다운포스 생성 및 안정성 등에 미치는 공기역학적 영향을 예측하는 데에 사용됐다. 푸조스포츠는 클라우드 상에서 디자인 및 시뮬레이션 데이터를 원활하게 연결해 디자인 아이디어를 평가하고 최적화함으로써, 보다 효율적이고 경제적으로 최종 디자인 결정에 도달할 수 있었다. 푸조스포츠의 푸조 9X8 하이브리드 하이퍼카는 르망 24시 등 전 세계에 걸친 9개 레이스로 구성된 2024 FIA 세계 내구 레이스 챔피언십 시즌에 참가한다. 하이브리드 하이퍼카 부문에 참가하는 팀들은 엄격한 설계 규정을 준수하고 동일한 풍동 조건에서 차량을 테스트해야 하기 떄문에, 공기역학이 경쟁 우위 확보를 위한 핵심 역할을 한다. 푸조스포츠는 이미 기계 설계에 다쏘시스템의 카티아 애플리케이션을 사용하고 있었으며, 공기역학 연구를 신속하게 시작하고 실제 차량을 터널에서 테스트하기 전에 단일한 가상 방식으로 테스트를 수행하기 원했다. 이에 따라 다쏘시스템의 솔루션을 사용해 1만 회 이상의 시뮬레이션을 시행하여 파워트레인 아래, 프론트 스플리터 주변, 날개 없는 리어에서의 공기 흐름을 평가했다.     스텔란티스 모터스포츠의 올리비에 얀소니(Olivier Jansonnie) WEC 프로젝트 디렉터는 “다쏘시스템의 기술과 전문성은 스텔란티스의 설계와 시뮬레이션에 있어 핵심 역할을 한다. 이번 파트너십을 통해 120명으로 구성된 팀이 목표 달성을 위해 협력하고 빠르게 혁신할 수 있었다”면서, “첫날부터 공기 흐름 시뮬레이션 결과를 쉽게 확인하고 이해할 수 있었고, 설계의 나머지를 이끌 첫 번째 결정을 내릴 수 있었다. 시뮬레이션만으로 개발의 80~90%를 달성할 수 있었다”고 전했다. 다쏘시스템의 로렌스 몬타나리(Laurence Montanari) 자동차 및 모빌리티 산업 부문 부사장은 “모터스포츠는 드라이버와 차량에 대한 요구 사항이 까다롭기 때문에 속도와 정밀성을 갖춰야 한다”면서, “다쏘시스템은 양사의 엔지니어가 협업할 수 있는 환경을 클라우드에 구축했다. 이를 통해 모든 단계에서 푸조 9X8 하이브리드 하이퍼카의 공기역학을 시뮬레이션할 수 있었다. 또한, 다쏘시스템의 전문가들은 시뮬레이션 결과를 분석해 WEC의 요구사항을 충족하기 위한 개선 사항을 제안했다. 그 결과 푸조스포츠는 높은 내구성을 갖추고 경쟁력 있는 하이퍼카를 개발하는 데 성공했다”고 소개했다.

비주얼 커뮤니케이션 플랫폼 캔바(Canva)가 비주얼 커뮤니케이션의 동인과 영향력에 대한 3700명 이상의 글로벌 비즈니스 리더들의 인사이트를 담은 두 번째 연간 비주얼 이코노미 리포트를 발간했다. 캔바는 직장 내 비주얼 커뮤니케이션 툴의 사용성과 생산성 향상, 창의성 증진, 업무 간소화 등에 기여하는 AI의 역할에 대해 이해하기 위해 비즈니스 인텔리전스 업체 모닝 컨설트(Morning Consult)와 함께 설문조사를 진행했다. 이번 조사는 한국을 포함해 총 12개국에서 실시됐다. 비즈니스 이코노미 리포트는 마케팅, 영업, 인사 및 운영 부문의 비즈니스 리더 3707명을 대상으로 진행됐고 한국에서는 임원, 부사장, 부장급 이상의 비즈니스 리더 250명을 대상으로 조사가 실시됐다. 조사에 참가한 국내 비즈니스 리더 4분의 3 이상(79%)은 비주얼 커뮤니케이션 툴이 비즈니스 성과를 향상시켰다고 밝혔다. 비주얼을 우선으로 한 커뮤니케이션은 콘텐츠 제작 및 팀 협업을 가속화하고, 오디언스 참여도를 증가시키는 등 기업의 시간과 비용을 절약하는 효과를 가져오고 있다. 이에 77%의 리더는 비주얼 커뮤니케이션 툴에 전년대비 더 많이 투자하고 있다고 말했다.     또한 제한된 예산과 콘텐츠 수요 증가로 인해, 비즈니스 리더 4분의 3 이상(81%)이 콘텐츠 제작을 가속화하기 위한 옵션으로 AI 기반 툴을 모색하는 것으로 드러났다. 대다수(94%)가 AI로 비주얼 콘텐츠의 품질이 향상됐다는 것에 동의했으며, 이는 글로벌 평균(90%) 및 조사에 참여한 타 국가 대비 높은 수치다. 단, 표절(61%), 편향성(62%), 인력 대체(54%)에 대한 우려는 여전히 남아있다. 최근 비주얼 커뮤니케이션 능력은 직무와 관계없이 직장 내 필수적으로 갖춰야 할 조건이 됐다. 조사에 참가한 리더의 대다수(90%)는 비디자인 직무의 직원도 조직내 효과적인 커뮤니케이션을 위해 디자인 역량을 갖추기를 바랐으며, 62% 이상이 비디자인 직무의 직원들에게 일정 수준의 디자인 교육을 제공하고 있는 것으로 나타났다. 조사에 참가한 일부 비즈니스 리더들은 콘텐츠 제작 및 확장의 가장 큰 어려움으로 팀 간의 협업(31%)과 복잡한 워크플로(26%)를 꼽았다. 한편, 대다수의 리더는 비주얼 커뮤니케이션 플랫폼 투자에서 실시간 협업(95%), 간소화된 워크플로(94%), 올인원 기능성(93%)을 중시했다. 비즈니스 리더 절반 이상(69%)은 신기술에 대한 고위 이해관계자들의 거부감이 직장 내 창의성을 제한한다고 답했다. 66%는 팀 및 부서 간의 협업 부진이 창의적인 사고 및 참신한 결과물 개발을 어렵게 한다고 밝혔다. 캔바의 캐머런 애덤스(Cameron Adams) 최고 제품 책임자(CPO)는 “비주얼 커뮤니케이션은 항상 인류의 강력한 매체였다. 특히, 디지털 시대에서는 이전과는 전혀 다른 방식으로 조직을 연결하고 대중을 사로잡는 진정한 연결성의 통화로 부상하고 있다”면서, “비주얼 콘텐츠의 힘을 활용하고 AI 기능으로 이를 강화하는 것은 팀 간의 소통 뿐 아니라 재정적 투자에서 긍정적 결과를 얻고자 하는 비즈니스 리더들에게 채용, 마케팅, 영업에 있어 주요한 이점으로 작용할 것”이라고 말했다.

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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.

개발 : ALLPLAN 주요 특징 : 원클릭 LCA와 통합되어 지속가능성을 위한 BIM 모델 최적화 지원, 보이드에 대한 프로비저닝 생성 기능 최적화, 형상 코드 관리자 통합 및 BS 8666 2020 표준 철근 형상 지원, 올플랜 클라우드 뷰어를 통한 IFC 파일 미리보기 제공, BIM콜랩 이슈 관리 도구와 통합 지원 등     BIM 솔루션 제공업체인 올플랜은 건설 생산성을 강화하고 설계-시공 워크플로를 혁신하기 위한 올플랜 2024(Allplan 2024)의 최신 업데이트를 발표했다. 올플랜 2024-1 서비스 릴리스는 건설을 보다 효율적으로 계획하고 실행할 수 있는 확장된 도구를 제공한다. 최신 버전의 새로운 클라우드 기반 프로세스와 향상된 BIM 기능은 보다 지속 가능한 설계와 신속한 프로젝트 납품을 지원한다. 올플랜의 에두아르도 라자로토(Eduardo Lazzarotto) 최고 제품 및 전략 책임자는 “최신 올플랜 2024-1 서비스 릴리스는 확장된 도구, 클라우드 기반 프로세스, 향상된 BIM 기능을 통해 사용자가 더 높은 효율성으로 프로젝트를 계획하고 실행할 수 있도록 지원한다. 이는 더 빠른 납기뿐만 아니라 지속가능성을 실현하고 품질을 높이는 데에도 도움이 된다. 워크플로를 간소화하고 프로젝트 일정을 단축함으로써 사용자가 뛰어난 건축 설계, 견고한 교통 인프라 엔지니어링, 더 나은 지속 가능한 건축 환경 구축 등 진정으로 중요한 일에 더 많은 시간과 에너지를 투자할 수 있도록 지원한다”고 전했다.   건축가와 엔지니어를 위한 BIM 워크플로 개선 올플랜 2024-1은 원클릭 LCA(Life Cycle Assessment : 전과정평가)와 통합되어 빠르고 쉽게 분석할 수 있다. 이 도구를 사용하면 건물의 탄소 발자국을 평가하고, 자재와 시공 방법을 평가하고, 지속가능성을 위해 BIM 모델을 최적화할 수 있다. BIM 속성이 LCA 클라우드로 자동 전송되므로 사용자는 손쉽게 보고서를 생성할 수 있으며, 모델이 변경되면 이전 LCA 조정 사항이 자동으로 업데이트되므로 다시 매핑할 필요가 없다. 빈 공간(void)에 대한 프로비저닝을 생성하는 작업은 특히 규모가 크고 복잡한 프로젝트에서 시간이 많이 소요되는 프로세스로 꼽힌다. 올플랜 2024-1에서는 이 작업을 더 빠르고 원활하게 수행하기 위한 기능이 최적화되어 시간을 절약할 수 있다. 또한 속성 매핑의 최적화와 보이드 생성을 위해 IFC 파일에서 가져온 원통형 형상을 적용하는 기능이 더욱 향상되어, 디자이너의 일상적인 작업이 더욱 효율적으로 개선되었다. 구조 엔지니어와 상세 설계자의 작업에서는 국가별 표준을 준수하는 것이 필수이다. 올플랜 2024-1에서는 형상 코드 관리자(Shape Code Manager)가 통합되고, 새로운 영국 표준인 BS 8666 2020에 기반한 고객별 철근 형상을 지원한다. 이를 통해 영국뿐만 아니라 영국 표준 또는 고객별 철근 형상을 사용하는 다른 많은 국가에서도 일상적인 작업이 쉬워졌다.   클라우드 기반 프로세스를 통한 협업 향상 클라우드 기반 프로세스는 효율적인 설계를 지원하여 워크플로를 구축하고 협업을 뒷받침한다. 올플랜 2024-1의 오버레이 관리자(Overlay Manager)는 2D 도면과 3D 모델을 조합하고 상호 작용을 통해 불일치를 식별하며, 불확실성을 해소할 수 있다. 사용자는 여러 도면을 모델과 함께 시각화하고, 마크업을 만들어 이슈와 슬라이드쇼에 저장할 수 있으며, 페더레이션된 모델을 2D 계획으로 편리하게 확장할 수 있다. 새로운 올플랜 클라우드 뷰어(Allplan Cloud Viewer)를 통한 시간 절약형 IFC 파일 미리보기는 수정본을 완전히 업로드하고 생성하기 전에 빠르게 시각적으로 확인할 수 있다. 또한 올플랜 2024는 이슈에 대한 정보 콘텐츠를 개선하고 협업을 강화하며, 오류를 줄이고 확인 프로세스를 가속화하여 BIM콜랩(BIMcollab) 이슈 관리 도구와 원활하게 통합할 수 있다.   건설 계획을 위한 확장 도구 기본으로 제공되는 시공 계획 도구에 굴착 버팀목용 시트 파일 벽체를 소개하는 기술 미리보기가 포함되어, 건설 프로젝트의 정밀한 계획을 위한 옵션이 확대된 것도 특징이다. 코너 프로파일과 함께 단일, 이중, 삼중 형태로 제공되는 이러한 프로파일은 유연성을 높이고 다양한 지형 조건을 지원한다. 파라메트릭 구성 요소는 위치 조정을 쉽게 하기 위해 쓰인다. 올플랜 2024용 BIM2 폼(BIM2 form) 애드온에는 페리 트리오(Peri TRIO)가 통합되어, 비용 효율적인 거푸집 계획을 위한 옵션이 확대되었다. 기존에는 거푸집 계획을 수동으로 처리하거나 외부 공급업체에 의존함에 따라 비용과 프로젝트 관리 문제가 발생했다. 이 툴을 사용하면 거푸집 벽체 구성 요소의 자동 할당이 용이하게 이루어진다. 이를 통해 올플랜 사용자는 다양한 거푸집 계획을 효율적으로 수립하여 아웃소싱 비용을 절감할 수 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.