앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   다양한 산업에서 제품 설계 및 안정성 평가를 위한 실험에 많은 비용과 노력이 소요됨에 따라, 가상의 공간에서 사용자가 원하는 실험 환경을 구성하여 결과를 도출하는 방식이 증가하고 있다. 또한, 해석을 많이 활용하지 않던 산업군에서도 시뮬레이션을 도입하는 단계에 있다. 그 중 바이오 산업에서는 환자의 CT 정보를 기반으로 한 혈류 해석과 임플란트 해석에 대한 수요가 증가하고 있다. 해석 결과를 바탕으로 안정성과 구조적 성능을 평가하고, 이를 임상 결과 데이터로 보완하는 과정이 이루어지고 있다. 이번 호에서는 3D 슬라이서(3D Slicer)와 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)를 활용하여 혈관 모델링부터 혈류 해석까지의 워크플로를 소개하고자 한다.   ■ 김지원 태성에스엔이 FBU-F1팀의 매니저로, 열 유동 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   현재 대부분의 기업이 시뮬레이션을 적극 적용하고 있으며, 특히 바이오 산업에서는 환자의 CT 정보를 기반으로 한 혈류 분석에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 분석은 혈관 협착증 및 인조혈관의 안정성과 구조적 성능을 평가하는 새로운 방법으로 중요한 역할을 한다. CT와 MRI 기술의 발달로 체내 모습을 3D 영상으로 시각화할 수 있게 되면서, 유체역학과 의학 간 융합 연구의 발전이 기대되고 있다. 특히 혈관 질환의 발생 원인을 규명하기 위해 혈류 해석을 기반으로 혈류 역학적 특성을 분석하는 추세다. 또한, 비침습적 방법을 활용하여 환자의 혈관을 진단하고 평가하는 기술이 주목받고 있다. 이번 호에서는 혈류 해석을 수행하기 위해 주요 혈관 모델링 툴을 활용한 혈관 추출 방법, 혈액의 물성치 설정, 그리고 경계 조건 설정 과정에 대해 다루고자 한다.   전처리(Pre-Processing) 대동맥 혈관의 3차원 영상 및 모델링 앤시스의 모델링 툴에는 환자의 3D CT 영상을 STL 파일로 직접 추출하는 기능이 존재하지 않는다. 따라서 이번 호에서는 상용 프로그램인 3D 슬라이서를 사용한다. 3D 슬라이서는 의료 이미징 데이터를 시각화하고 분석하는 오픈소스 소프트웨어 플랫폼으로 영상 분석, 3D 모델링, 디자인 등을 통해 종합적인 의료 영상 처리를 수행하는 전문 소프트웨어다. 이를 통해 DICOM 파일을 기반으로 3D 형상을 추출할 수 있다.    그림 1. 3D 슬라이서에서 혈관 추출   <그림 1>은 3D 슬라이서를 이용하여 혈관을 추출한 과정이다. CT 촬영 시 혈관 조직을 명확하게 구분하기 위해 조영제를 주입하면, HU(Hounsfield Units) 수치로 표현되어 특정 HU 값 범위에서 혈관을 쉽게 추출할 수 있도록 구성된다. 또한, 유동 해석을 위해 격자를 생성하는 과정에서 모델링 단계에서 패싯(facet)을 스무딩(smoothing)하는 옵션을 적용하여 형상을 정리한다. 혈관 모델링이 완료된 후, DICOM 파일을 STL 파일로 변환한다.    대동맥 혈관의 3차원 영상 및 모델링 앤시스 스페이스클레임(Ansys SpaceClaim)에서 변환한 STL 파일을 가져오면 패싯을 확인할 수 있으며, 이를 볼륨(volume) 형태로 변환하는 과정을 진행한다. 볼륨 형태로 변환하기 위해 모델을 확인하면, <그림 2>와 같이 돌출되거나 뚫린 패싯 등 변환이 어려운 영역이 존재한다.   그림 2. Faulty facet areas   그림 3. Converting from facet to volume   솔브(Solve) 혈액 물성치 이번 호에서는 혈류 해석을 수행하기 위해 플루언트를 사용하며, 혈액의 거동을 수치적으로 해석하기 위해 혈액의 밀도와 점성 계수를 입력한다. 혈액은 전단 응력에 따라 점도가 변하는 비뉴턴 유체이며, 이러한 특성을 반영하기 위해 Carreau 모델을 적용한다. Carreau 모델은 비뉴턴 유체의 점성 거동을 정의하는 구성 방정식이며, 이는 <그림 4>의 수식과 같이 계산된다.   그림 4. Carreau 모델 수식     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

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  디지털 전환(DX)이 가속화되면서 디지털 트윈(Digital Twin)에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 디지털 트윈은 현실 세계의 물리적 객체나 프로세스를 가상 환경에서 정밀하게 모델링하고 시뮬레이션하는 기술로, 제조, 건설, 플랜트, 헬스케어 등 다양한 산업 분야에서 활용되며 혁신을 이끌고 있습니다. 특히 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅 등의 기술과 결합해 실시간 모니터링, 예측 분석, 최적화 등을 가능하게 하며, 기업의 경쟁력을 높이는 핵심 요소로 자리잡고 있습니다. 디지털 트윈을 실현하는 핵심 기술로는 3D CAD(Computer Aided Design), CAE(Computer Aided Engineering), PLM(Product Lifecycle Management), IoT, AI, 클라우드, 빅데이터 분석 등이 있습니다. 3D CAD는 물리적 제품을 정밀하게 모델링하는 데 사용되며, CAE는 제품의 동작을 시뮬레이션하고 최적화하는 데 활용됩니다. PLM은 제품의 전체 수명 주기를 관리하면서 디지털 트윈의 데이터 일관성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 여기에 IoT 센서를 통해 실시간 데이터를 수집하고, AI 기반 분석을 적용하면 더욱 정밀하고 예측 가능한 디지털 트윈 구현이 가능합니다. 디지털 트윈 구현에는 다양한 솔루션이 활용됩니다. CAD 및 CAE 소프트웨어는 설계와 시뮬레이션을 지원하고, PLM 시스템은 데이터를 통합·관리하는 역할을 합니다. 또한 그래픽, 가상현실(VR), 증강현실(AR) 기술이 결합되면서 더욱 직관적인 디지털 트윈 환경이 만들어지고 있습니다. 국내외 다양한 디지털 트윈 솔루션들이 꾸준히 개발되고 진화하며, 각 산업 현장에서 핵심 도구로 활용되고 있습니다. 디지털 트윈은 단순한 시뮬레이션을 넘어, 실제 운영 데이터를 기반으로 지속적으로 업데이트되는 ‘살아있는 모델’을 제공합니다. 이를 통해 기업은 생산성과 효율성을 극대화할 수 있으며, 예측 유지보수, 비용 절감, 의사결정 지원 등 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 현재 디지털 트윈 기술은 스마트 팩토리 구축, 도시 계획 및 관리, 항공우주 산업의 유지보수 최적화, 의료 분야의 맞춤형 치료 및 수술 등 다양한 영역에서 활발히 도입되고 있으며, 앞으로 그 활용 범위는 더욱 확대될 것으로 기대됩니다. 이에 발맞춰 정부와 산업계도 디지털 트윈 도입에 적극 나서고 있습니다. 스마트 시티 및 스마트 팩토리 구현을 위한 국가 차원의 디지털 전환 정책이 강화되고 있으며, 다양한 산업에서 디지털 트윈 기반의 연구 및 실증 프로젝트가 활발히 진행되고 있습니다. 산업통상자원부, 국토교통부 등 관련 정부 기관은 디지털 트윈을 활용한 제조 혁신 및 도시·인프라 관리에 관한 다양한 지원책을 마련하고 있으며, 기업들도 이에 발맞춰 생산성 향상과 비용 절감을 위한 전략을 추진 중입니다. 이번에 발간된 『디지털 트윈 가이드』는 한국산업지능화협회 PLM기술위원회, 캐드앤그래픽스, 그리고 2023년부터 매년 진행되고 있는 디지털 트윈 전문가 교육 참여 위원들의 공동 기획으로 제작된 결과물입니다. 이 책에서는 디지털 트윈의 기본 개념부터 핵심 기술, 최신 트렌드, 도입 전략, 실제 적용 사례까지 폭넓게 다루고 있습니다. 또한 주요 디지털 트윈 소프트웨어와 관련 기업 정보를 함께 수록하여, 기술의 현재와 미래를 조망하는 데 실질적인 도움을 드리고자 하였습니다. 이 책자는 다양한 분야의 전문가들이 함께 참여하여 다양한 시각과 이론을 담고 있습니다. 따라서 교과서적인 정론보다는 시장 전체를 조망할 수 있는 실용적 참고서로 활용되기를 기대합니다. 또한 디지털 트윈 관련 소프트웨어 및 기업 정보는 지속적으로 업데이트할 예정이니, 수록을 원하거나 변경이 필요한 경우 연락주시기 바랍니다. 디지털 트윈은 단순한 기술을 넘어 산업 혁신을 견인하는 핵심 도구로 자리잡고 있습니다. 이 책이 디지털 트윈에 대한 이해를 높이고, 효과적인 도입을 위한 길잡이가 되기를 바랍니다. 2025년 3월  최경화 / 캐드앤그래픽스 국장   디지털 트윈 가이드의 구성 PART 1. 디지털 트윈 개론 PART 2. 디지털 트윈 핵심 기술 PART 3. 디지털 트윈 도입 전략과 가이드 PART 4. 디지털 트윈 최신트렌드 PART 5. 디지털 트윈 적용 사례 PART 6. 주요 디지털 트윈 소프트웨어 소개 PART 7. 디지털 트윈 관련 업체 리스트 PART 8. 업체별 주요 디지털 트윈 관련 제품 리스트 이 책의 주요 저자 소개 공저 | 한국산업지능화협회 PLM기술위원회 한순흥 / 손지연 / 권순재 / 양영진 / 안창원 / 박수진 / 류수영 / 박양호 / 강태신 / 오병준 / 진득호 / 김지인 / 문명수 / 손대식 / 김준형 / 신민용 / 조형식 / 김성희 / 류용효 / 차석근 / 안영규 / 전완호 / 이지수 / 최창현 / 김형중 외 참여업체(가나다 순) 가이아3D / 나인플러스아이티 / 다쏘시스템코리아 / 동양대학교 / 디엑스티 / 로크웰 오토메이션 / 마이링크 / 비아이엠팩토리&한국공항공사 / 소프트힐스 / 씨이랩 / 아마존웹서비스(AWS) / 아브로소프트코리아 / 아이지피넷 / 아이티언 / 아인스엔스엔씨 / 알씨케이 / 앤시스코리아 / 에스더블류에스(SWS) / 에픽게임즈 / 엔비디아 / 엠아이큐브솔루션 / 오토데스크코리아 / 오토폼엔지니어링코리아 / 원프레딕트 / 유니티코리아 / 유비씨 / 이로젠 / 이안 / 이에이트 / 이엔지소프트 / 젠스템 / 지멘스 디지털 인더스트리소프트웨어 / 큐픽스 / 타임텍 / 태성에스엔이 / 팀솔루션 / 포디게이트 / 프라이스워터하우스컨설팅(PWC) / 플랜트에셋 / 한국디지털트윈연구소 / 한국알테어 / 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스 / 헥사곤(Hexagon) ALI 후원기관 및 업체 앤시스코리아 / ETRI / KSTEP / 이에이트 / 나인플러스IT / 디엑스티 / 오토폼엔지니어링 / 이로젠 / 타임텍 / 헥사곤 ALI 상세내용보러가기

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디지털 트윈에 대한 이해 및 동향, 관련 제품 및 업체 소개 등을 집대성한 <디지털 트윈 가이드>가 발간되었습니다.  <디지털 트윈 가이드>는 한국산업지능화협회 PLM 기술위원회의 주도 하에 업계의 다양한 흐름들을 제시하고, 디지털 트윈에 대한 이해와 트렌드, 디지털 트윈 시스템 구축시 알아두어야 할 전략과 구축 가이드, 관련 소프트웨어 및  공급 업체 소개, 제품리스트 등을 집대성하였습니다.    공저 : 한국산업지능화협회 PLM기술위원회 한순흥 / 손지연 / 권순재 / 양영진 / 안창원 / 박수진 / 류수영 / 박양호 / 강태신 / 오병준 / 진득호 / 김지인 / 문명수 / 손대식 / 김준형 / 신민용 / 조형식 / 김성희 / 류용효 / 차석근 / 안영규 / 전완호 / 이지수 / 최창현 / 김형중 외  페이지 : 272쪽 정가 : 30,000원   목차 머리말 - <디지털 트윈 가이드> 발간에 부쳐 / 최경화   Part 1. 디지털 트윈 개론 8    디지털 트윈 개론    한순흥 Part 2. 디지털 트윈 핵심 기술 24    제조 디지털 트윈 표준 모델 및 연동 가이드라인 소개    손지연 32    디지털 트윈 구축을 위한 BIM 기반 3D 개체의 필요성    권순재 Part 3. 디지털 트윈 도입 전략과 가이드 38    디지털 트윈의 이해와 구현 방법    양영진 45    디지털 트윈 정부 전략 및 로드맵    안창원 50    디지털 트윈을 처음 도입하는 기업을 위한 가이드    박수진 58    디지털 트윈 기술발전에 따른 단계별 구축 가이드    류수영 63    국제 표준 기반 제조 디지털 트윈 스마트 내비게이션 시스템 구축 방안    박양호 70    디지털 트윈 : 엔지니어의 상상은 현실이 된다    강태신 74    기업의 디지털 전환을 위한 총체적 접근 방식    오병준 80    디지털 트윈 가이드: 리얼타임 렌더링으로 살펴보는 디지털 트윈 트렌드    진득호 86    3D CAD 를 활용한 디지털 트윈 도입 가이드    김지인 90    스마트 제조의 분수령, 디지털 트윈의 혁명    문명수 95    디지털 트윈 도입 검토 보고서 작성법    손대식 100    AWS 디지털 트윈 구축 전략과 성공 사례    김준형 106    제조업의 성공적인 디지털 트윈 도입을 위한 여정    신민용 Part 4. 디지털 트윈 최신 트렌드 114    미래의 디지털 트윈에 대해서    조형식 118    AI 시대의 디지털 트윈    김성희 124    AI 기반 디지털 트윈 : 산업 혁신의지능형 미래     류용효 Part 5. 디지털 트윈 적용 사례 130    디지털 트윈 구축을 위한 제조 데이터 표준화 구축 및 사례    차석근 136    가상 제품 개발 및 검증을 위한 디지털 트윈    안영규 142    디지털 전환 성공을 위한 CAE, AI/ML과 디지털 리얼리티 플랫폼 기술 제안    전완호 146    가상과 현실의 완벽한 동기화, 디지털 트윈의 산업 재창조    이지수 152    디지털 트윈의 새로운 패러다임: GPU 가속 기반 소프트웨어와 하드웨어의 효과적인 융합    나인플러스아이티 157    디지털 트윈과 몰입형 기술 트렌드와 적용 사례     유니티 162    스마트시티와 건설 디지털 트윈 기술 현황 및 시사점    최창현 168    스마트 공항, OpenBIM 모델링 구축 사례    비아이엠팩토리 172    디지털 트윈과 AI를 활용한 소방 시스템 도입사례: 중국 대련 소방대와의 협력    아브로브소프트코리아 175    산업 안전을 위한 디지털 트윈 활용    김형중, 우종헌 Part 6. 주요 디지털 트윈 소프트웨어 소개 180    Ansys Twin Builder    디지털 트윈 모델 생성 및 배포 솔루션 182    ARAS PLM    오픈소스 PLM 소프트웨어 184    AutoForm Assembly    차체 제작 조립 공정 디지털화 소프트웨어  185    AutoForm Car Body Planner    차체 구매 견적 및 비용 산출 프로세스 186    AutoForm-Sigma    스탬핑 공정의 안정성과 효율성 향상 소프트웨어 188    Cadence Fidelity CFD    고성능 멀티피직스 플랫폼 191    Emulate3D    디지털 트윈 소프트웨어  192    CATIA    제품 설계 및 협업 솔루션 193    DELMIA Digital Manufacturing    제품 설계/생산 전 과정 시뮬레이션 및 최적화 솔루션 194    CP(Collaboration Platform)     제조기업 디지털 트윈기반 협업 플랫폼  197    FlexSim    3D 시뮬레이션 소프트웨어  198    CupixWorks(큐픽스웍스)    AI 기반 4D 디지털 트윈 플랫폼 200    DTDon    실시간 원격 협업 도구운용성 향상을 위한 솔루션 202    DTDsquare    산업용 디지털 트윈 플랫폼 204    guardione turbo(가디언 터보)    산업용 AI 솔루션 206    HxGN EAM    제조기업 차세대 설비자산관리솔루션 208    HxGN SDx    스마트 디지털 리얼리티 209    LinkBiz    제조 IT 솔루션 210    NDX PRO    데이터 기반 디지털 트윈 플랫폼 212    NFLOW    입자 시뮬레이션 소프트웨어 215    mago3D    디지털 트윈 플랫폼 216    Nexus    엔지니어링과 생산 협업을 위한 개방 플랫폼 219    Nextspace    3D GIS 디지털 트윈 제작 및 시각화 플랫폼 220    NVIDIA Omniverse(엔비디아 옴니버스)    3D 애플리케이션 개발 플랫폼  222    NX X    클라우드 기반 제품 엔지니어링 솔루션 223    One Total Twin    디지털 트윈 솔루션 225    OCMS    해상공사 통합관리 시스템 226    SynchroSpace    전자·전기·기구 통합 PLM 시스템 228    TROSAR CyberSpace    디지털 블록 기반 확장현실 솔루션 231    Smart Digital Twin    제조에 특화된 디지털 트윈 플랫폼 232    TeamPlus    도면 및 기술정보관리 솔루션  234    TTM 3D TWINS    디지털 트윈 플랫폼 237    Teamcenter X    PLM을 위한 SaaS 솔루션 238    Unity Industry(유니티 인더스트리)    실시간 3D 콘텐츠 제작 및 성장 플랫폼 240    Unreal Engine(언리얼 엔진)    건축, 제조, 영화 등 활용 가능한 게임 엔진 241    Visual Components    3D 시뮬레이션 소프트웨어 242    Universal Plant Viewer    플랜트 운영 및 엔지니어링을 위한 디지털 트윈 244    WAiSER (와이저)    디지털 트윈 구축을 위한 BAS 기반 플랫폼 245    VIZZARDX    대용량 엔지니어링 데이터의 경량 시각화 솔루션 246    OCTOPUS Hub    실시간 데이터 수집 및 분석, 2D/3D 가상화 솔루션 248    디지털 작업절차서 통합 시스템    3D 모델링 기반 작업 절차서 지원 250    3DxSUITE, CADdocor    이기종 시스템 간의 3D 데이터 상호운용성 향상을 위한 솔루션 252    Part 7. 디지털 트윈 관련 업체 리스트     가이아3D / 나인플러스아이티 / 다쏘시스템코리아 / 동양대학교  / 디엑스티 / 로크웰 오토메이션 / 마이링크 / 비아이엠팩토리&한국공항공사 / 소프트힐스 / 씨이랩 / 아마존웹서비스(AWS) / 아브로소프트코리아 / 아이지피넷 / 아이티언 / 알씨케이 / 앤시스코리아 / 에스더블유에스 / 에픽게임즈 / 엔비디아 / 엠아이큐브 / 오토데스크 / 오토폼 / 원프레딕트 / 유니티 / 유비씨 / 이안 / 이에이트 / 이엔지소프트 / 젠스템 / 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 / 큐픽스 / 타임텍 / 태성에스엔이 / 팀솔루션 / 포디게이트 / 프라이스워터하우스컨설팅(PWC) / 플랜트에셋 / 한국알테어 / 헥사곤ALI / 헥사곤MI      266    Part 8. 업체별 주요 디지털 트윈 관련 제품 리스트       ----------------------------- 이 책자는 디지털 트윈 관련 저변 확대와 활성화를 위해 온라인과 오프라인에서 판매하고자 합니다.   사전 도서구입 예약으로 캐드앤그래픽스를 응원해 주세요! 도서는 내용 등을 보완하여 4월초 발간 예정입니다. 이북은 첨부 파일 누르시면 결제 후 파일 다운로드 가능합니다.  다운로드가 안될 경우 메일로 요청해 주세요   제목 : 디지털 트윈 가이드 이북 결제 완료 에러 파일 요청 구입자명 :  받으실 메일주소 전화번호 :  보내실 곳 : info@cadgraphics.co.kr   ------------------------- 실물 도서로도 구입 가능합니다. 4월 초 발간 예정 도서 구입하러 가기      

태성에스엔이는 중소벤처기업진흥공단과 공동으로 ‘제12회 태성에스엔이 전기 전자 반도체 세미나’를  3월 27일 한국과학기술회관 대회의실에서 개최한다고 밝혔다. ‘AI 기반 차세대 반도체 산업 동향과 CAE 최적화 전략’을 주제로 진행되는 이번 세미나는 AI 기반 차세대 반도체 산업 동향과 CAE 최적화 전략을 주제로, 반도체 업계 전문가들이 최신 기술 트렌드와 혁신적인 시뮬레이션 활용 방안을 공유하는 자리로 마련됐다. 이번 행사에서는 ▲AI 기반 반도체 설계 혁신 ▲CAE를 활용한 반도체 공정 최적화 ▲전자기장 및 열 해석을 포함한 첨단 시뮬레이션 기술 ▲업계 트렌드 및 성공 사례 등의 주제를 다룰 예정이다.  세미나 참가는 반도체 업계 종사자라면 누구나 참석 가능하며, 사전 등록을 통해 무료로 참가할 수 있다. 참가자는 중소벤처기업진흥공단에서 진행하는 ‘반도체 패키지 시뮬레이션 실습 교육’에 무료로 참가할 수 있는 기회를 우선 제공받으며,  앤시스 기반 반도체 패키지 설계 및 시뮬레이션 실습 과정의 일환으로 연수비, 기숙사, 식사가 무상 제공된다. 태성에스엔이는 참가자들이 반도체 산업의 최신 기술 동향을 접하고 실무에 적용할 수 있는 인사이트를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 태성에스엔이 관계자는 “올해 12회를 맞이한 태성에스엔이 전기 전자 반도체 세미나는 반도체 산업과 CAE 기술 동향을 확인할 수 있는 전통 있는 세미나”라면서, “이번 세미나를 통해 반도체 산업의 발전 방향을 모색하고, AI 및 CAE 기술을 활용한 혁신 전략을 공유하는 자리가 되기를 기대하며, 참가자들에게 실질적인 도움이 될 수 있는 유익한 시간이 될 것”이라고 전했다.  

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   전자장비에서 발생하는 열을 배출하기 위해서 팬(fan)은 중요한 역할을 한다. 특히 단위 부피당 발열량이 크고 부품 간의 공간이 넉넉치 않은 협소한 고집적 전자장비에서는 팬의 활용이 필수이다. 좁은 공간에서 자연대류에만 의존할 경우, 기류가 막혀 열이 정체되고 과열로 이어질 수 있다. 이 때 팬이 있으면 강제대류로 열전달 매커니즘을 바꾸어 주고, 히트싱크에서 핀의 간격이 좁은 경우에도 방열 효율을 크게 높일 수 있다. 팬이 포함된 해석을 하기 위해서는 어떠한 이슈가 있고, 이를 해결하기 위한 방법은 무엇이 있는지 이론적 내용과 함께 살펴보자.   ■ 전상우 태성에스엔이 EBU-LF팀의 매니저로, 열유동 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다.  홈페이지 | www.tsne.co.kr   그림 1. 단순화를 적용하지 않은 팬   팬의 단순화 일반적으로 생각하는 팬의 모습은 <그림 1>의 모습이다. 하지만 해석에 적용할 때는 블레이드의 모양을 있는 그대로 살려서 해석에 반영하기보다는, <그림 2>처럼 면으로 단순화하여 적용하는 경우가 대부분이다. 회전체 모사 방법으로 무빙 메시(moving mesh) 또는 MRF(moving reference frame)를 적용하는 방법도 있으나 이번 글에서는 논외로 한다. 팬을 원 모양의 2차원 면으로 단순화하면 얻을 수 있는 이점이 크다. 블레이드 형상의 특성 상 날개가 전체적으로 얇을 뿐만 아니라 끝단 부분은 더욱 뾰족한 모양이다. 이런 생김새는 요소의 종횡비를 크게 하고, 요소 품질이 떨어지거나 심할 경우 마이너스 볼륨 격자가 생성될 위험도 있어 사용자가 신경 써서 메시를 생성해야 한다. 최근에는 우수한 요소 생성 알고리즘 덕분에 자동 메시 생성으로 잘 해결되는 경우도 있으나, 요소 개수 및 해석 소요 시간 측면에서도 단순화하는 것이 압도적으로 유리하다.   그림 2. 팬의 단순화 적용 전(왼쪽)과 후(오른쪽)   형상의 단순화는 팬 뿐만 아니라 다른 상황에도 자주 사용된다. 스펀지처럼 구멍이 많은 다공성 매질이나 타공판이 겹겹이 쌓인 그릴에도 형상 단순화를 적용할 수 있다. 이는 유동 해석 관점에서는 유동 저항이 주된 관심사이기 때문에 가능하다. 국소적인 각각의 구멍에서 속도와 압력을 모두 정확히 구현하기보다는 시스템 레벨에서의 유동 양상을 알고 싶을 때는, 다공성 매질 전체에 대한 저항을 정의하면 구멍 모양을 모두 살리지 않은 육면체 또는 면으로 단순화할 수 있다.    팬의 단순화 원리 제법 복잡하게 생긴 팬을 어떻게 2차원 동그라미 하나로 대체할 수 있는 것인지, 그 원리를 조금 더 자세히 알아보자.  유체는 진행 경로에 따라서 점점 압력이 떨어진다. 점점 떨어지다가 팬을 만나면 압력이 다시 올라간다. 팬은 유동 경로의 중간에서 승압 효과를 내는 것이다. 유체가 팬을 지나기 직전의 압력과 지나간 직후의 압력의 차이를 알 수 있다면, 해석 상에서 팬의 영향을 그래프 하나로 대체할 수 있다.   그림 3. 팬에 의한 승압 효과   유동 해석을 하면 결국 풀고자 하는 변수는 해석 영역 내부 각 위치에서의 속도와 압력이다. 따라서 팬에 의해서 압력이 어떻게 변하는지를 미리 알 수 있다면, 즉 유체가 팬을 통과하기 전과 통과한 이후의 압력차를 알 수 있다면, 그리고 이를 해석에 반영한다면 팬의 모양 자체는 중요하지 않게 된다. 이는 팬이 포함된 시스템 전체의 유동 양상이 중요한 경우에 적절하다.  만약 시스템 전체의 유동 양상을 알고자 하는 것이 아니라, 블레이드의 모양이나 종류에 따른 팬 자체의 성능 테스트를 할 때는 단순화를 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 때는 블레이드의 모양이나 rpm 등에 따라서 차압이 달라질 것이기 때문에, 무빙 메시 또는 MRF 방법을 적용한 해석이 필요하다.   그림 4. 팬 성능 테스트 해석 형상     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

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전고체전지의 성능·품질 향상을 위한 CAE 활용   이번 호에서는 Multiscale.Sim(멀티스케일심)을 사용하여 전고체전지의 제조 공정에서 고품질, 고성능의 제품을 생산할 수 있도록 해석적으로 접근하는 방법을 알아보겠다.   ■  하효준 태성에스엔이 MBU-M1팀의 수석매니저로 전기전자, 반도체, 헬스케어 관련 구조 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   최근 전기차에 많이 사용되고 있는 리튬이온전지(lithium ion battery)는 충전이 쉽고 에너지 밀도가 뛰어나 실용적이지만, 구성 재료 중 하나인 전해질이 가연성 액체로 외부 충격에 의한 화재나 폭발 등과 같은 열 폭주 이슈가 발생하고 있다.   그림 1. 전고체전지와 리튬이온전지(LIB)의 구조   리튬이온전지의 대체품으로 각광받고 있는 전고체전지(solid state battery)는 <그림 1>과 같이 전지 양극과 음극의 사이에 전해질이 액체가 아닌 분말 형태의 불연성 고체로 대체되어 매우 안정적인 특징이 있는 차세대 배터리이다. 이러한 전고체전지는 기존 리튬이온전지에 비해서 낮은 이온 전도도를 갖는 단점이 있는데, 이는 전고체전지의 전해질이 고체로 이루어져 있어서 자유롭게 모양을 변경할 수 없기 때문이다. 이에 대한 대책으로 전해질을 분말로 분쇄하여 적용하며, 분말 형태로 적용이 되면 입자의 배열이 제품의 특성에 큰 영향을 미치는 인자이다. 고성능의 전고체전지를 개발하기 위해서는 이온이 잘 움직일 수 있는 높은 부피비율과 공극이 없는 고체전해질 층을 만들고, 분말을 구성하는 입자들 사이에 완전한 접촉을 갖게 하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 각 공정별 최적 조건을 찾는 것이 필요하며, Multiscale.Sim이 이에 대한 대책이 될 수 있다. Multiscale.Sim을 사용하면 상위 공정 결과를 하위 공정으로 전달하여 좀 더 정확한 평가가 가능하며, DEM과 FEM을 방법을 연결해 줄 수 있는 인터페이스를 가지고 있어서 이를 고려할 수 있다.   전고체전지의 제조 공정 전고체전지의 제조 공정은 여러 방법으로 접근 가능하지만, 널리 알려진 방법은 <그림 2>와 같이 습식과 건식 두 가지로 나눌 수 있다.   그림 2. 전고체전지의 제조 공정   먼저 습식 제조 공정은 혼합(mixing), 도포(coating), 건조(drying), 압축(press)의 네 단계로 이루어져 있으며 혼합 공정부터 재료는 슬러리 형태의 액상으로 존재한다. 그리고 도포와 건조 공정을 거치면서 다시 입자 형태로 돌아간 후 압축 공정을 거쳐 제작된다. 습식 공정은 일반적으로 액체 상태로 공정이 시작되기 때문에 얇은 두께의 필름 형태로 제작이 가능하며, 이에 따라서 시트형 배터리에 주로 사용된다. 건식 제조 공정은 혼합(mixing), 충전(filling), 압축(press)의 세 단계로 이루어져 있다. 혼합과 충전 공정에서 재료는 아직 입자의 형태로 존재하기 때문에 입자의 비율, 공극의 정도, 충전된 형태 등에 따라서 재료의 성질이 달라질 수 있다. 이에 따라 입자의 거동 및 특성을 분석하는 것이 <그림 3>과 같이 중요한 인자이다.   그림 3. 입자의 구성에 따른 전고체전지의 성능 예시   건식 공정과 습식 공정 모두 장단점을 가지고 있지만, 이번 호에서는 건식 제조 공정 기반으로 알아보고자 한다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

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