이번 리뷰는 HP Z북 울트라 G1a(HP ZBook Ultra G1a)를 활용해 실제 CAE 실무 환경에서의 성능을 검증한 기록이다. 14인치의 컴팩트한 폼팩터에 탑재된 AMD 라이젠 AI 맥스 프로(AMD Ryzen AI Max PRO) 프로세서와 통합 메모리 시스템이 복잡한 전처리부터 후처리까지의 해석 루틴을 얼마나 안정적으로 수행하는지 분석하였다. 실무자의 관점에서 이동성과 전문가급 시뮬레이션 성능의 조화를 직접 확인해 보았다.   리뷰 배경 HP Z북 울트라 G1a는 14인치의 워크스테이션급 특성을 넣은 노트북이다. AMD 라이젠 AI 맥스 프로 시리즈 프로세서 기반으로, CPU와 GPU가 하나의 메모리 풀을 공유하는 통합 메모리 아키텍처를 전면에 내세운다. 제품 소개 기준으로 최대 128GB 통합 메모리 구성이 가능하며, 이 중 최대 96GB까지를 GPU 전용 메모리로 할당해 그래픽 작업에서 병목을 줄이는 방향으로 설계되었다. 이 노트북을 처음 마주한 인상은 워크스테이션이라는 단어와 외형이 잘 연결되지 않는다는 점이었다. CPU 성능은 AMD 라이젠 AI 맥스 + 395를 기반으로 그래픽은 라데온 8060S(Radeon 8060S)로 확인된다. 이 정도의 성능을 노트북에서 볼 수 있다는 점에서 시뮬레이션을 당장이라도 돌려봐야겠다고 판단하였다.   그림 1. HP Z북 울트라 G1a   HP Z북 울트라 G1a는 14인치급의 얇은 노트북 형태라 이동이 쉽고, 포트 구성도 업무용에 딱 맞춰져 있다. 특히 HDMI 2.1, 썬더볼트 4(USB-C) 등 USB-C 포트를 3개 보유하고 있다. 외부 모니터 연결이나 현장, 회의실 등 이동이 잦은 사용자라면 노트북 자체의 무게 관점에서는 엄청난 점수를 주게 된다. <그림 2>의 왼쪽은 Z북 울트라 G1a의 상판 디자인이다. 그레이 톤에 로고 중심의 미니멀함이 인상이 강하고, 표면 마감도 업무용 워크스테이션답게 차분한 편이다. <그림 2>의 오른쪽 사진은 휴대성 체감을 주기 위해 12.9형 아이패드 프로를 함께 놓고 비교한 장면이다. 태블릿을 키보드 위에 올려두면 느껴지듯, 본체의 면적이 아이패드 프로급과 크게 동떨어지지 않아 가방에서 차지하는 부피 부담이 생각보다 적다. 실제로 태블릿을 넣던 공간에 함께 운용하기 수월했고, 연구실과 세미나실처럼 이동이 잦은 환경에서 편리함을 만들어주는 크기였다.   그림 2. HP Z북 울트라 G1a의 외관(왼쪽) 및 태블릿과의 크기 비교(오른쪽)   CAE 해석 관련 제품 시연 CAE 해석 관련 제품 시연을 보면 대개는 깔끔한 브래킷 한 개, 공기 층이 크게 없는 외부 유동, 혹은 요소 수를 의도적으로 낮춘 모델로 구성된다. 하지만 실제 대학원 연구나 현업 엔지니어가 사용하는 모델은 굉장히 높은 밀도의 요소 수를 가지고 있는 경우가 대부분이다. CAE 해석은 계산 시간만으로는 평가하기 어렵다. 실제로는 모델을 가져오고, 형상을 단순화하고, 메시를 증가시키고, 수렴을 잡고, 결과를 후처리하고, 마지막으로 보고서까지 정리하는 과정이 하나의 루틴으로 이어진다. 이 루틴 중 어느 구간에서든 시스템이 멈추거나 응답성이 크게 떨어지면, 그 순간부터는 업무가 끊기게 된다. 필자는 구조/유동 해석을 병행하는 대학원생 연구원으로서, 이번 대여 장비를 단순 벤치마크가 아닌 실제 연구 및 과제에서 수행하는 순서 그대로 테스트해보기로 했다. 목표는 명확하다. 다음의 두 가지를 중점으로 검토하였다. 전처리부터 후처리까지, 끊김 없이 반복 수행 가능한가? 구조 해석(선형/비선형)과 유동 해석(정상/과도)을 섞었을 때도 안정적으로 유지되는가? 이번 리뷰는 실제 진행했던 해석 프로젝트를 기반으로 진행하였다. 대외비로 인해 전체 형상보다 해석 진행에 맞춘 단순화 모델을 사용하였다. CFD 유동 해석 1건을 먼저 수행해 시스템의 기본 워크플로 안정성을 우선 확인한 뒤, 본 테스트인 XY 스테이지 프로젝트로 넘어가는 방식으로 구성했다. 세 가지 테스트는 해석 솔버 진행 시 해석 엔지니어가 체감하기에 가장 어려움을 겪는 상황에 대해 상세하게 설명하는 것을 목표로 한다. 해석 엔지니어는 대부분 직접 모델링, 전처리에서 후처리까지 모두 진행하기 때문에, 이 모든 과정에서 HP Z북 울트라 G1a의 성능이 성과를 좌우할 수 있다. 이에 따라 대표적인 해석 방법 세 가지(유동, 정적, 열적 해석)을 선정하였다.   그림 3. 분야별 테스트 계획   테스트 1 : 유체 시뮬레이션 전처리(앤시스)   그림 4. 전처리 메시 작업(노트북 자체 화면)   첫 번째 테스트는 유체 해석으로 시작했다. 대상은 다수의 오리피스(Orifice)가 배열된 에어베어링 타입 유동 형상으로, 단순히 솔버만 돌리는 것이 아니라 전처리부터 해석, 후처리까지 모든 워크플로를 수행하였다. 이 유형의 모델은 형상 자체도 복잡하지만, 메시 해상도를 올리는 순간부터 작업감이 급격하게 달라진다. 특히 요소 수가 많아지면 워크벤치(Workbench)에서 해당 프로젝트에 접근하는 ‘클릭 한 번’부터 초기 반응이 늦어지는 경우가 흔하다. 즉, 실제 체감 성능은 메시 창 진입부터 차이가 드러난다. Z북 울트라 G1a의 흥미로운 점은 소음 특성이다. 동일한 워크로드를 워크스테이션급 컴퓨터에서 수행할 때는 팬의 소음이 뚜렷하게 들릴 정도로 동작하는 경우가 있었는데, 이번 테스트에서 수행할 때는 메시 작업창을 여는 순간 짧게 팬이 동작하는 느낌이 있다가, 이후에는 지속적으로 소음이 커지지 않고 비교적 낮은 수준으로 유지되는 느낌을 받았다. 필요한 구간에서만 짧게 소음이 개입하니, 작업하는 엔지니어 입장에서는 안정감을 받으며 작업을 할 수 있었다.   그림 5. 앤시스 워크벤치 프로젝트(유체 해석)   유체 해석 파트는 한 번 돌려서 끝이 아니라, 워크벤치에서 여러 케이스를 동시에 관리하는 형태로 구성했다. <그림 5>처럼 Fluid Flow 시스템을 다수 배치하고, 각 시스템을 Geometry, Mesh, Setup, Solution, Results 순서의 단계로 동일한 구조로 유지한 뒤 케이스별로 필요한 변경만 최소화하여 반복 실행했다. 연구실에서 실제로 유동 해석을 수행할 때는 한 조건으로 끝나기보다 간극, 입력조건, 수치 설정을 바꿔가며 다음 케이스로 넘어가는 일이 일반적이기 때문에, 이번 리뷰에서도 그 흐름을 그대로 가져갔다. 이번 구성의 핵심은 파라미터 기반 분기이다. 간극 조건을 여러 파라미터 케이스로 나누어 두고, 수치 설정을 달리한 케이스도 별도로 두어 같은 프로젝트 내에서 연속적으로 비교할 수 있도록 구성했다. 동일한 방식으로 여러 케이스를 파이프로 연결하여 시뮬레이션했을 때, 데스크톱 워크스테이션에서는 약 5시간, Z북 울트라 G1a에서는 약 7시간 정도가 소요되었다. 실제 솔버에 사용한 코어 수는 동일하게 맞추어 진행했다.(비교에 사용한 데스크톱 워크스테이션 사양은 13세대 인텔 코어 i7-13700KF(16코어/24스레드), RAM 128GB, 엔비디아 RTX A4000(전용 16GB)이다.) 시간 차이는 장비 구성 차이(특히 메모리 용량 등)에서 발생할 수 있으며, 이번 파트에서는 다중 케이스 구성을 프로젝트 단위로 묶어 하나의 파라미터 사이클을 중단 없이 완주했다는 점에 의미를 두었다.   테스트 1-1 : 유체 시뮬레이션(앤시스)   그림 6. 플루언트 해석 단계   이번 테스트는 플루언트 시스템을 구성한 뒤, 실제 설정과 실행은 플루언트 내부에서 진행했다. 실제 유체 해석을 경험하였을 때, CFD 솔버 창 로드가 가장 느리게 뜬다. 이 구간이 실무적으로는 가장 시간을 많이 쓰는 편이다. 이유는 체감 병목이 반드시 솔버에만 있지 않기 때문이다. 큰 메시를 불러오고, 화면에 표시하고, 경계면을 선택하고, 설정 탭을 오가며 저장 및 갱신하는 과정에서 프리징이 발생하면, 계산 시간이 짧더라고 작업은 길어진다. 이 노트북에서는 이 작업이 굉장히 깔끔하다. 예를 들어 Fluid 형상을 Solid로 바꾸는 경우에는 물성 자체를 바꾸기 때문에 체감상 30~50초 정도 지연이 발생했다. 하지만 그 외의 모든 대부분의 기능은 끊김 없이 설정 변경이 가능했다. 팬 소음도 이전과 같이 임포트 시 및 솔버 작동 시를 제외한 부분에서는 거의 들리지 않았다.   그림 7. 유체 해석 결과 컨투어   이번 테스트에서는 해석 대상에서 계산된 압력 분포를 보여준다. 워크스테이션급 노트북에서 이 정도 규모의 모델을 끝까지 수렴시키고, 후처리까지 안정적으로 가져갈 수 있었다는 점에서 굉장히 큰 장점을 느꼈다. 특히 컨투어(contour)가 계단형처럼 깨지지 않고 등압선이 부드럽게 이어지는 점이 비교를 위해 해석을 동일하게 진행한 데스크톱 워크스테이션에서 확인할 수 있는 그래픽과 동일한 수준이다. 압력 분포뿐만 아니라 실제 산업에서 요구하고 검토해야 하는 유동 관련 모든 후처리를 모두 확인할 수 있었다. 노트북 한 대로 연구 및 업무에서 필요한 해석의 한 사이클인 전처리, 해석, 후처리까지를 노트북에서 완주할 수 있었다는데 의미가 있다.   테스트 2 : XY 스테이지 정해석(솔리드웍스 & 앤시스)   그림 8. 시뮬레이션 대상인 XY 스테이지 모델링   시뮬레이션을 수행하기 위해, 연구실에서 실제로 다루는 XY 스테이지의 실물 크기와 구성 방식을 최대한 반영하여 모델링을 진행하였다. 단순한 데모 형상이 아니라, 연구 환경에서 반복적으로 부딪히는 조건을 고려해 임포트, 단순화, 해석용 형상 정리를 여러 번 반복하는 방식으로 접근했다. 모델링 단계에서 가장 먼저 확인한 것은 ‘한 번이라도 흐름이 끊기지 않는지‘였다. 모델링 툴에서 가장 문제가 되는 상황은 복잡한 형상을 다룰 때 화면의 프리징이나 입력 지연인데, 이번 작업에서는 XY 스테이지를 구성하는 형상을 만들고 수정하는 과정에서 눈에 띄는 버벅임이 거의 발생하지 않았다. 단순히 고사양 CPU와 GPU가 있다라는 의미가 아니라, 실제로 커서 이동, 스케치 입력, 피처 생성과 같이 모델링 진행 시 기본적인 동작이 꾸준하게 유지되는지가 체감하는 성능을 결정한다. 이러한 관점에서 작업감이 안정적이었다. 특히, 해석 툴(앤시스 워크벤치)을 완전히 종료하지 않고 백그라운드에 실행해 둔 상태에서 모델링을 병행했을 때다. 일반적으로 해석 툴을 켜 둔 채로 CAD 작업을 하면 메모리나 리소스 점유로 인해서 스케치가 끊기거나 곡선 입력이 느려지는 경험을 하는 경우가 많다. 반면 Z북 울트라 G1a은 워크벤치가 백그라운드에 올라간 상태에서도 솔리드웍스에서 스케치를 그리고 곡선을 생성하는 과정이 딜레이 없이 매끄럽게 이어진다. 하지만 아무래도 해석 솔버를 모든 코어를 사용해서 돌려놓으면 솔버가 돌아가는 동안 솔리드웍스에서 약간의 프리징이 발생한다. 사용자는 해석 솔버 상에서 직접적으로 코어의 개수를 할당해줄 수 있는데, 코어를 조절하여 4코어는 CAD 툴, 4코어는 해석 툴과 같이 나누어 작업을 진행할 때 큰 버벅거림 없이 조작이 가능했다. 코어를 나눴기 때문에 솔버 시간 지연은 발생하지만, 동시 작업이 깔끔하게 진행되는 것 자체로도 해석 엔지니어에게는 큰 장점으로 느껴진다.   테스트 2-1 : XY 스테이지 정해석(앤시스)   그림 9. 앤시스 워크벤치 프로젝트(정해석, 열해석, 모달해석)   이번 테스트는 여러 파이프로 연결된 워크벤치를 구동하는데, 서로 다른 해석 시스템을 한 프로젝트 안에서 연결한다는 점이 중요하다. 실제 연구나 업무 환경에서는 한 번 만든 CAD를 기반으로 정적 강성, 열 영향, 진동 특성을 연속으로 확인하는 경우가 많고, 이때 프로젝트가 분리되어 있으면 형상 수정이나 단순화가 생길 때마다 각 해석을 따로 업데이트해야 해서 시간이 굉장히 지연된다. 상단의 메인 플로는 세 가지로 구성했다. 정적 구조로 기본 강성과 변위를 확인하고, 같은 지오메트리를 기반으로 열 조건을 부여하였을 때 온도 분포를 점검한 다음, 모달로 고유 진동수와 모드 형상을 확인하는 흐름이다. 이 구조로 구성하면 형상 단순화나 치수 수정이 생겼을 때 업데이트 프로젝트(Update Project) 한 번으로 메인 3개의 해석의 기반 데이터가 함께 따라온다. 실무에서는 굉장히 많은 파라미터를 연속적으로 연결해 두어야 하는데, 이는 노트북으로 해석할 때 중요한 작업 흐름을 끊지 않는 운영 방식으로 직결된다.   테스트 2-2 : XY 스테이지 정해석 메시 작업(앤시스)   그림 10. XY 스테이지 모델링 전처리(메싱)   전처리 작업에서의 메시 작업은 실사용에서는 메시 직후 작업이 끝나는 경우가 거의 없다. 접촉 및 구속을 다시 확인하거나, 특정 부위를 더 촘촘히 쪼개거나, 단순화가 부족한 부분을 다시 CAD로 되돌려 수정하는 등 ‘다시 돌아가는’ 작업이 필연적으로 발생한다. 이때 중요한 건 계산 성능보다도 프로젝트가 계속 이어지는지 여부다. 메시가 늘어난 상태에서 트리 이동, 특정 파트 및 면 선택 같은 동작이 불규칙하게 멈추면 이후 단계에서 재 메시나 후처리로 넘어가는 속도가 눈에 띄게 떨어진다. 이번 구성에서는 메시를 1mm로 굉장히 작게 분할하여도 작업을 중단시킬 정도로 흔들리는 형태는 두드러지지 않았다.   테스트 2-3 : XY 스테이지 정해석(앤시스)   그림 11. XY 스테이지 정해석 컨투어   이번 테스트는 Static Structural의 결과가 Mechanical에서 로드되어, 컨투어로 시각화되었다. 계산 후 결과를 불러와 렌더링하고, 필요한 뷰를 만들고, 캡처 가능한 상태로 정리하는 후처리 루틴이 매끄럽게 진행되었다. 현업과 연구에서 시간은 계산에서만 쓰이지 않는다. 결과를 열고, 표시 항목을 바꾸고, 시점을 정리하고 캡처하는 과정이 반복된다. 특히 조립체 모델에서는 내가 보고 싶은 위치에 대한 시점 찾기 과정에서 버벅임이 심한 경우가 대다수다. 이번 테스트에서는 결과 컨투어를 띄운 이후 확대 및 회전 등 기본 조작을 수행하며 캡처 가능한 상태로 정리하는 흐름으로 진행되었고, Z북 울트라 G1a에서 충분히 프로젝트 관리가 가능하였다. 해석 솔버 작동 시간은 유체 해석급으로 복잡한 메시와 연산량이 요구되지는 않았기에 10분 이내로 해석은 완료되었다.   테스트 3 : XY 스테이지 열해석(앤시스)   그림 12. XY 스테이지 열해석 컨투어   이번 테스트의 경우 정상상태 열 해석의 결과 화면이며, 각각 온도와 열량 결과 항목을 표시하였다. 이번 테스트는 정적, 열 해석을 각각 돌린 것이 아니라 워크벤치에서 하나의 프로젝트를 묶어 반복 업데이트하는 형태로 운영하였다. 실제 해석 업무에서 체감 생산성을 좌우하는 것은 솔버의 단발적인 성능만이 아니다. 경계조건인 열원, 대류, 접촉 등을 수정하고, 다시 업데이트한 뒤, 동일한 뷰에서 결과를 재확인 및 캡처하는 과정을 반복하면서 목표하는 컨투어가 나오고, 분석한 결과와 동일한지 확인하는 과정이 정말 중요하다. 열 해석은 15분 이내 수준에서 비교적 빠르게 완료되었다. 이 정도 솔버 시간이 확보되면 열원 크기나 경계조건 같은 변수를 바꿔가며 파라미터 시뮬레이션 형태로 반복 실행하는 운영도 현실적인 선택지가 된다.   테스트 4 : AMD 소프트웨어를 통한 해석 속도 개선 테스트   그림 13. 아드레날린 에디션 그래픽 설정   Z북 울트라 G1a는 AMD 전용 그래픽 드라이버 및 그래픽 옵션 설정을 통합 관리하는 소프트웨어 아드레날린 에디션(Adrenalin Edition)을 적용할 수 있는데, 이를 통해 <그림 13>과 같이 Gaming → Graphics 메뉴에서 그래픽 옵션을 선택할 수 있다. 이 화면은 본래 게임 환경을 대상으로 한 옵션이 포함되어 있으나, 이번 테스트에서는 해석에 필요한 더 조밀한 메시와 대형 형상들의 결과 표시를 검토하는 상황에서 실무자의 뷰포트 조작이 더 부드러워지는지, 또는 반대로 표시 지연이 발생하는지 확인하는 목적으로 진행된다.   테스트 4-1 : 메시 사이즈 조밀화 구간 작업감 검증 테스트   그림 14. A : 메시 1mm Sizing 적용 시   그림 15. B : 메시 0.5mm Sizing 적용 시   앞선 테스트 2-2(메시 작업)에서 강조했던 포인트는 단순히 메시가 생성되느냐가 아니었다. 실사용에서 메시 작업은 직후에 끝나는 경우가 거의 없고, 모델을 다시 손보거나(형상 수정과 구속 변경), 특정 부위만 더 촘촘히 쪼개거나(Refine), 조건은 바꿔 반복 수행하는 과정이 기본 루틴이 된다. 이때 체감상 생산성을 좌우하는 건 계산 성능만이 아니라 메시가 늘어난 상태에서도 트리 이동, 파트 및 면 선택, 화면 회전과 같은 기본 조작이 끊기지 않고 이어지는지에 있다. 한 번 버벅거림이 시작되면, ‘재메시 – 솔브 – 후처리’로 넘어가는 전체 흐름이 눈에 띄게 느려진다는 점이 있다. 이번 테스트 4에서는 AMD의 아드레날린 에디션 소프트웨어를 설치한 뒤, 그래픽 옵션을 적용한 상태에서 해석 프로그램 메시 조밀화 구간의 작업감을 다시 확인하는 형태로 진행했다. 메시 사이즈를 낮춰 요소 수가 증가하는 상황에서 안정성이 유지되는지 체크하는 것을 목적으로, 테스트는 기존 프로젝트 흐름을 유지하되 메시 사이즈를 다르게 적용하여 비교했다. 비교 조건은 A와 B로 메시를 생성한 후 화면 회전과 줌, 그리고 트리 이동과 특정 파트의 면 선택 등을 반복하였다. 결과적으로 조밀화 자체가 부담인 B 조건에서도 멈춤이 덜한 것을 확인하였다. 이 작업에서 핵심 부담은 결국 작업의 흐름이 끊기는 것이다. 이번 설정에서는 조밀한 메시에서도 작업을 중단시킬 정도로 흔들리는 패턴은 보이지 않았다. 메시 사이즈를 0.5mm까지 낮춰도 조작이 꺾이지 않는다는 점과 아드레날린 설정 적용 이후 메시 상태에서의 화면 반응성이 안정적으로 유지되는 방향으로 체감되었다.   테스트 4-2 : 모달해석 테스트   그림 16. 모달해석 결과 화면(모드 형상 컨투어)   아드레날린 설정 후, 기존 XY 스테이지 프로젝트 흐름에 모달해석을 추가로 수행했다. 특히 모달해석은 결과 확인 과정에서 모드 형상 확인, 애니메이션 재생, 값 확인 및 캡처를 반복 수행하게 되는데, 그래픽과 솔버 시간 감소를 확인하기 위해 필수적으로 해석을 진행하였다. 모달해석 결과는 Mechanical에서 바로 로드되어 모드(Mode) 별 주파수 테이블과 함께 표시되었고, 결과 항목을 전환해도 화면 반응이 끊기지 않았다. 특히 모달해석에서는 에니메이션 재생을 수행했을 때 조작이 툭툭 끊기는 것 없이 안정적으로 확인이 가능하였다. 이어서 모달해석은 다른 구조 해석이나 열 해석과는 상이하게 경계 조건에 따라 솔버 시간이 3~4배는 더 걸리게 된다. 아드레날린 설정을 통해 그래픽 끊김이 발생하지 않는 선에서 옵션을 변경하여 솔버를 진행하였을 때 소요되는 결과를 확인하였다.   그림 17. 아드레날린 에디션 적용 전/후 솔브 시간 비교   <그림 17>에서 확인할 수 있듯이 동일 모달해석 케이스에서 약 32분에서 23분으로 솔버 시간이 줄어드는 결과를 확인했으며, 약 9분 31초 수준으로 29% 수준의 시간 단축을 통해 솔버 사용 속도가 눈에 띄게 증가했음을 확인하였다. 이 차이는 단일 요인(그래픽 옵션)만으로 원인을 단정하기는 어렵지만, 단일 해석 설정에서 아드레날린 에디션 적용 이후 동일 케이스를 반복 수행했을 때 솔버 시간이 감소하는 경향이 확인되었다는 점에서 의미가 있었다. 특히 연구 및 실무 환경에서는 모달해석을 단독으로 한 번만 돌리는 경우가 드물고, 메시 조정과 결과 확인이 반복되기 때문에, 5~10분 단위의 차이도 누적되면 전체 작업 흐름에 영향을 준다. 이번 테스트에서는 그 누적이 실제로 체감될 정도로 줄어들었고, 속도 개선 가능성을 확인할 수 있었다. XY 스테이지 테스트는 한 번 만든 지오메트리를 워크벤치에서 계속 돌릴 때, 실제로 프리징 없이 곧바로 다음 루프로 넘어갈 수 있는지를 확인하는 과정이었다. 기본 테스트(테스트 1~3)만으로도 Z북 울트라 G1a은 해석자로서 굉장히 만족스러웠고, 특히 작업 흐름을 끊어버리는 프리징이 거의 없었다는 점에서 큰 점수를 주고 싶었다. 여기에 추가로 테스트 4인 AMD 아드레날린 에디션 적용 후의 작업 흐름도 함께 확인하였다. 조밀 메시에 대한 결과 화면처럼 그래픽적으로 무거워지는 구간에서도 전체 해석 흐름이 무너지지 않는지를 다시 점검하였고, 추가로 수행한 모달 해석에서도 결과 확인 과정이 한 번에 이어지는 형태로 진행됐다. 특히 솔버 시간 측면에서는 동일 케이스에서 소요시간이 감소하는 결과도 확인되어, 단순하게 돌아간다는 수준을 넘어 반복 수행 관점에서 체감 효율을 한 단계 더 끌어올릴 여지가 있다는 인상을 받았다. 결국 해석 실무자 입장에서 중요한 것은 케이스를 최적화하기 위해 나누고 설정을 바꾸고 결과를 정리하는 과정을 포함해 작업자가 하루 동안 수행하는 작업을 노트북에서 유지할 수 있는가에 있다. 이번 리뷰는 그 과정이 끊기지 않는지에 초점을 두고 진행했고, 추가 테스트 적용 결과까지 포함해 그 목적에 맞는 형태로 마무리되었다. 견적 상담 문의하기 >> https://www.hp.com/kr-ko/shop/hp-workstation-amd-app   ■ 정수진 한국공학대학교 메카트로닉스공학과 석사과정으로, CAE 해석 및 설계 검증, 시뮬레이션 최적화, 멀티피직스 관련 연구과제를 담당하고 있으며, 주로 구조, 열, 유체 시뮬레이션 기반 해석 연구를 진행하고 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   이번 호에서는 웹 GUI에서 수행한 작업을 실시간으로 파이썬 스크립트로 기록하는 ‘앤시스 플루언트 웹 UI(Ansys Fluent Web UI)’의 활용 방법을 소개한다. 플루언트 웹 UI를 활용하면 사용자는 업무 자동화와 대규모 스터디를 위한 파이플루언트(PyFluent) 기반의 자동화를 더욱 효율적인 방식으로 시작하고 확장할 수 있다.   ■ 안지수 태성에스엔이 AE2팀의 매니저이며, CFD 엔지니어로 근무하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   업무 자동화, 대규모 파라메트릭 스터디, 최적 설계, AI 등 코드 응용의 중요성이 빠르게 증가하고 있다. 이러한 환경 속에서 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)를 파이썬(Python) 기반으로 제어할 수 있는 파이플루언트(PyFluent)는 분명 매력적인 도구이지만, 코딩에 익숙하지 않은 입문자들에게는 높은 진입 장벽이 존재한다. “GUI로 클릭하면 5분만에 끝나는 설정을 코드로 한 줄 한 줄 언제 작성하지?” 바로 이 간극이 자동화의 필요성을 느낌에도 불구하고 실전 도입이 어려운 이유다. 물론 기존의 로컬 플루언트 환경에서도 GUI 입력을 파이썬 스크립트로 변환하는 저널 레코딩(Journal Recording) 기능¹) 이 존재하지만, 이는 플루언트 메싱 모델(Fluent Meshing Mode)의 워크플로 작업(Workflow Task)에 국한된다는 한계가 있다. 특히 플루언트 솔버 모드(Fluent Solver Mode)에서는 GUI 기반의 레코딩 기능을 공식적으로 제공하지 않기 때문에 물리 모델 설정, 경계조건 입력, 수렴조건 변경, 모니터링 설정 등 설정 작업을 코드로 생성하려면 다음의 세 가지 방법 중 하나를 선택해야 하는 불편함이 있다. 플루언트 콘솔(Fluent Console)에서 직접 TUI 커맨드(Command) 구조를 찾아 파이플루언트 스크립트로 변환 매뉴얼에 제공된 예제 응용 직접 코드 작성 결국 GUI에서 몇 분이면 완료될 작업이 코드 작성 과정에서는 몇 시간 혹은 며칠까지 소요되는 역설적인 상황이 발생한다. 이러한 문제를 실질적으로 해결해 줄 수 있는 기능 중 하나가 바로 앤시스 플루언트 웹 UI(Ansys Fluent Web UI)이다. 앤시스 플루언트 웹 UI는 사용자가 웹 GUI에서 수행하는 작업을 실시간으로 파이썬 스크립트 형태로 기록할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 이를 통해 사용자는 ‘클릭 기반 코드 생성 → 필요한 부분 수정 → 확장’이라는 훨씬 효율적인 방식으로 파이플루언트를 시작할 수 있다.   앤시스 플루언트 웹 UI 실행 방법 앤시스 플루언트 웹 UI는 로컬 PC에서 실행 중인 플루언트 세션을 웹 기반 인터페이스로 외부에 공유하여, 다른 컴퓨터 환경에서도 웹 브라우저만으로 동일 세션을 원격 제어할 수 있도록 지원하는 기능이다. 이를 통해 별도의 설치 없이 접속 주소만으로 로컬 PC에 접근할 수 있으며, 여러 사용자가 동시에 같은 해석 화면을 확인하거나 협업할 수 있다. 2025 R1 버전까지는 플루언트 솔버 모드 웹 서버(Fluent Solver Mode Web Server)만 공식 지원하였으나, 2025 R2 버전부터는 플루언트 메싱 모드 웹 서버(Fluent Meshing Mode Web Server)도 정식 지원하며, 윈도우 10/11 및 리눅스 운영 체제에서 사용할 수 있다. 실행 방법은 다음 두 가지 중 하나를 선택하면 된다. Fluent Launcher 실행 → General Options → Start Web Server(그림 1) Fluent Meshing 또는 Solver Mode 실행 후 File → Application → Web Server → Start(그림 2) 플루언트 실행 후 콘솔(Console) 창에 생성되는 접속 주소를 웹 브라우저(크롬, 에지, 파이어폭스 등)에 입력하여 접속한다.   그림 1. 웹 UI 실행 방법 1   그림 2. 웹 UI 실행 방법 2   그림 3. 콘솔 – 접속 주소 확인   웹 UI는 <그림 4>와 같이 플루언트의 기능 구조에 앤시스 디스커버리(Ansys Discovery) 특유의 직관적인 인터페이스 요소가 결합된 형태로 구성되어 있다. 하단 콘솔 영역에는 Python, Output 탭이 함께 제공되며, GUI 작업과 파이썬 스크립트(Python Script) 상태를 함께 확인할 수 있다. 또한 웹 UI에서 변경한 설정은 로컬 플루언트에도 동일하게 반영된다.   그림 4. 앤시스 플루언트 웹 UI     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술   캐터필러(Caterpillar)의 자회사인 솔라 터빈즈(Solar Turbines)는 케이던스와 협력하여, 엔비디아가 지원하는 케이던스 기술을 활용함으로써 가스 터빈을 위한 확장 가능한 고충실도 반응 유동 시뮬레이션을 수행하고 있다. 엔비디아 블랙웰(NVIDIA Blackwell) GPU에서 구동되는 GPU 가속 케이던스 피델리티 찰스 솔버(Cadence Fidelity Charles Solver)를 활용하여, 이제 10억 개 이상의 셀 그리드를 갖는 반응 유동 시뮬레이션을 하루 이내에 실행할 수 있게 되었다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   가속 컴퓨팅과 첨단 시뮬레이션 기술은 기존에 실험에 크게 의존하던 발전 산업에서 전례 없는 효율과 정밀성을 제공하며 판도를 바꾸고 있다. 복잡한 설계 특징과 여러 구성 요소를 가진 전체 규모의 산업 모델은 이제 GPU 가속 시뮬레이션을 통해 매우 높은 수준의 세부 사항까지 분석할 수 있게 되었다. 이를 통해 유동 물리, 화염(flame)–유동(flow) 상호작용, 그리고 최적의 설계를 얻기 위한 다양한 설계 구성의 평가가 가능해졌다.     왜 대규모 산업 모델에 스케일러블 고충실도 시뮬레이션이 필요한가? 최근에는 다양한 유동 조건에서 산업용 발전 시스템을 비용 효율적으로 최적화하기 위해 CFD(전산 유체 역학) 도구 사용이 증가하고 있다. 그러나 산업 현장에서 CFD의 활용은 종종 시스템의 개별 구성 요소를 분리된 상태로 시뮬레이션하는 데 제한되어 있다. 이후 이들 구성 요소가 제작·조립되지만, 전체 시스템의 성능이 기대에 미치지 못하는 경우가 종종 발생한다. 이러한 비효율은 시장 출시 시간과 비용을 증가시킨다. 널리 사용되는 RANS(Reynolds-averaged NavierStokes) 접근법은 유동 및 화염의 비정상성을 포착하는 데 본질적인 한계가 있어 복잡한 연소 현상을 처리하기 어렵다. 반면 LES(Large Eddy Simulation)는 시간적으로 변화하는 대규모 난류 구조를 정확하게 포착할 수 있어, 연소 불안정성을 예측하는 데 더 적합하다고 평가된다. 그러나 전체 규모의 산업 모델에 LES를 적용하려면 복잡한 유동 및 화염 구조(flow & flame), 복잡한 형상, 넓은 계산 영역을 해결해야 하므로 계산적으로 큰 도전이 된다. 이러한 한계는 대규모 모델을 효과적으로 처리할 수 있는 GPU 가속 스케일러블 LES 시뮬레이션 소프트웨어의 필요성을 강조한다. 이러한 기술을 사용하면 엔지니어가 물리 현상을 온전히 이해할 수 있으며, 더 나아가 구성 요소 간 상호작용이 전체 성능에 어떤 영향을 주는지도 파악할 수 있다. 시스템 전반의 복잡성을 처리할 수 있는 첨단 시뮬레이션 도구를 활용함으로써, 산업계는 더 나은 의사결정, 설계 주기 단축, 신뢰성 높은 결과를 달성할 수 있다.   대규모 반응 유동 시뮬레이션 수행 케이던스와 솔라 터빈즈가 엔비디아 기술을 활용해 협력한 사례는 대규모 반응 유동 시뮬레이션의 복잡성을 해결하기 위해 첨단 계산 기술을 활용한 예시이다.   아르콘 국립연구소와의 배기가스 재순환 연구 솔라 터빈즈의 토러스 60(Taurus 60) SoLoNOx 연소기에 대해, 아르곤(Argonne) 국립연구소와 협력하여 EGR(배기가스 재순환)이 연소 불안정성과 배출가스에 미치는 영향을 조사하기 위한 고충실도 시뮬레이션이 수행되었다.(Kabil et al., 2025)     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

오픈소스 CFD 컨설팅 전문 그룹 넥스트폼은 최근 인스타그램에 공개한 FAMUS(Fully Automated Multi-physics Simulator) 기반 비행체 무장분리 시뮬레이션 영상이 50만 조회수를 돌파했다고 전했다. 이 영상은 무장 분리 순간의 충격파, 와류, 압축성 유동, 무장 궤적 안정성 등을 사실적인 수준으로 재현했다는 것이 넥스트폼의 설명이다.  이번 영상은 단순한 시각적 효과를 넘어 초고속 압축성 유동과 다물체 운동(6DoF), 구조물 분리 거동을 동시에 계산하는 고난도 해석 결과다. 특히 무장 분리 구간은 비행 안정성과 직결되는 위험하고 복잡한 영역으로, 실험적 검증이 제한적인 분야다. 넥스트폼은 “이 구간을 고정밀로 재현했다는 점에서 FAMUS의 기술적 완성도를 보여준다”고 전했다.     FAMUS는 무격자 계산 기법을 적용한 압축성 CFD 해석 프로그램이다. 기존 CFD 방식과 달리 공간 격자(메시)의 생성이 필요 없으며, 공간상에 분포된 질점(point cloud)만을 활용해 유한체적법(FVM)과 유사한 방식으로 고정밀 계산을 수행한다. 이 기술은 국방과학연구소(ADD)의 압축성 무격자 원천 기술을 기반으로, 넥스트폼과 서울대학교 극초음속연구실이 공동 개발한 차세대 다물리 시뮬레이션 플랫폼이다. 기존 무격자 기법의 구조적 한계로 지적되던 ‘비보존성 문제’는 GC-LSM(Geometric Conservation-based Least Square Method) 기법을 통해 근본적으로 해결하며, 고정밀 보존 해석을 구현했다. 또한 AUSMPW+ 플럭스 기법과 MLP3 고차 정확도 스킴을 적용해 초음속 및 극초음속 충격파 영역에서도 높은 수치적 안정성과 해석 정확성을 확보했다. FAMUS의 가장 큰 차별점은 ‘격자가 필요 없는 해석 구조’다. 이로 인해 전처리 시간이 단축되며, 형상 변화, 다물체 분리, 6자유도(6DoF) 운동이 포함되는 고난도 해석에서도 격자 재생성  없이 연속 해석이 가능하다. 이는 곧 비행체 무장 분리, 다물체 충돌 및 간섭 유동과 같은 국방·우주 분야 핵심 해석을 더욱 빠르고 안정적으로 수행할 수 있음을 의미한다. FAMUS는 압축성 유동 해석뿐만 아니라 평형·비평형 플라즈마 유동 해석까지 지원한다. NASA Glenn Research Center의 CEA(Chemical Equilibrium with Applications) 기반 2000종 이상의 기체 데이터를 활용할 수 있어, 극초음속 비행체 재진입 공력 가열, 플라즈마 발생, 고온 화학 반응까지 정밀하게 모사가 가능하다. 이는 FAMUS가 전투기·미사일을 넘어 극초음속 비행체, 우주 발사체, 재진입체, 차세대 우주 수송 시스템까지 적용 가능한 다물리 시뮬레이터임을 의미한다는 것이 넥스트폼의 설명이다. FAMUS의 산업 적용과 기술 고도화를 담당하고 있는 넥스트폼은, 국방·항공우주 분야 고급 해석 기술과 더불어 오픈소스 CFD 솔버 ‘바람(Baram)’도 함께 개발·운영하고 있다. 바람은 매회 지속적인 업그레이드를 통해 전 세계 100여 개국에서 다운로드되며 긍정적인 사용자 평가를 받고 있는 글로벌 오픈소스 CFD 플랫폼이다. 넥스트폼의 김병윤 대표는 “한국 기술이 해외에서 먼저 주목받고 다시 국내로 거꾸로 들어오는 구조는 솔직히 씁쓸한 부분이 있다. 국내 산업 현장에서는 여전히 외산 CFD 소프트웨어에 대한 의존도가 매우 높은 것이 현실”이라면서, “FAMUS는 국가 핵심 영역의 고급 해석 기술을 국산으로 구현한 상징적인 사례이고, 바람은 누구나 자유롭게 접근할 수 있는 CFD 생태계를 만들기 위한 또 하나의 도전이다. 앞으로는 특정 기업의 독점이 아닌, 오픈소스를 통한 기술의 대중화가 한국 CFD 산업 경쟁력을 키우는 핵심이 될 것”이라고 전했다.

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   전기 집진기(Electrostatic Precipitator : ESP)는 화력발전, 제철소, 시멘트 공정 등 대규모 산업 설비에서 배출되는 미세입자를 제거하기 위해 널리 활용되는 환경 규제 대응 설비이다. 전기 집진기의 집진 과정에서 전기장(electric field)의 크기와 분포는 입자 충전 효율과 이송 특성, 그리고 절연 안전성까지 좌우한다. 특히 코로나 방전은 첨단부 주변 전계 집중에 의해 시작되기 때문에, 설계 초기 단계에서 전계 분포를 파악하고 관리하는 것이 성능과 신뢰성을 확보하는 핵심 요소이다. 이번 호에서는 앤시스 맥스웰(Ansys Maxwell)을 활용하여 전기 집진기 내부 전계 분포를 분석하고, 파라메트릭(parametric) 해석을 통해 전극 간격이 전계 특성에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.   ■ 오승희 태성에스엔이 EBU-LF팀의 매니저로 전자기 해석 기술 지원 및 교육, 컨설팅 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   전기 집진기와 전계 해석의 필요성   그림 1. 전기 집진기의 내부 구조   산업 현장에서 발생하는 미세먼지 및 배기가스 처리 요구가 높아지면서, 전기 집진기는 발전, 제철소, 시멘트 공정 등에서 핵심적인 환경 설비로 자리 잡고 있다. 전기 집진기는 기체 내 미세 오염물을 제거하기 위한 설비로서, 외부로부터 유입된 오염물을 코로나 방전을 이용해 이온화하고 집진판으로 이송·포집하는 방식으로 작동한다. 이 과정에서 전계의 크기와 분포는 집진 효율을 결정하는 핵심 인자이다. 전기 집진기 내부에 높은 전계가 형성될 경우, 이온 생성이 활발해져 포집 효율이 증가하는 이점이 있다. 하지만, 코로나 역전리 확률이 증가하고, 전극 손상 확률이 증가하여 유지보수 난이도를 증가시킨다. 이에 반해 전계가 낮을 경우 입자가 하전되지 않아 포집 효율이 감소한다. 전계 분포적인 측면에서는 불균일한 전계 발생 시 불필요한 절연파괴가 발생할 수 있으며, 전계가 전체적으로 균일하게 분포할 경우 이온화 효율이 감소할 수 있다. 때문에 적절한 전계 형성을 위한 설계가 필수이다.   전기 집진기의 전극 구조 및 전계 특성 전기 집진기는 크게 방전극(discharge electrode)과 집진판(collecting plate)으로 구성된다. 전기 집진기의 기본 원리는 <그림 2>와 같다. 먼저, 분진이 포함된 공기가 전기 집진기 내부로 유입되면 방전극에 의해 분진이 이온화된다. 방전극은 분진을 이온화시키는 역할을 하기 때문에, 일반적으로 고전계가 집중될 수 있는 형상인 와이어 또는 스파이크 형상을 가진다. 방전극의 첨단부에서 국부 고전계가 형성되면 코로나 방전이 발생하고, 이로 인해 분진을 이온화시키게 된다. 이온화된 분진은 음전하를 띄게 되며 전기 집진기 내부 전계에 의해 반대극성을 띄고 있는 집진판으로 이동하게 되고, 집진판에 도달하면 전하를 방출하고 들러붙게 된다. 절연파괴를 방지하기 위한 설계 시에는 기본적으로 균일한 전계를 가지는 형상으로 설계를 진행한다. 하지만, 앞서 소개한 것처럼 전기 집진기에서는 균일 전계가 무조건적으로 좋은 성능을 의미하는 것은 아니다. 균일 전계는 포집 효율을 높이지만 이온화 효율은 감소시키기 때문에, 일부 영역에서는 의도적으로 고전계를 형성하는 형상으로 설계를 진행해야 한다. 따라서 설계 목표는 필요 영역에서 충분한 고전계를 확보하되, 절연부 손상을 방지하는 균형 설계라고 할 수 있다.   그림 2. 전기 집진기의 원리   앤시스 맥스웰 기반 전계 해석 모델 설정 방법 해석은 맥스웰 2D 정전기 솔버(Maxwell 2D Electrostatic Solver)를 사용하였다. 전기 집진기는 Z축 방향으로 구조가 일정한 경우가 많아 2D 단면 모델만으로도 기본 전계 특성 파악이 가능하다. 해석 모델은 <그림 3>과 같이 원형의 방전극과 평판 형태의 집진판, 그리고 공기 영역으로 구성하였다. 방전극에는 음의 고전압을 인가하고 집진판은 접지 조건으로 설정하였다. 전극 주변부는 공기(Air) 재질로 설정하였으며, 전극은 스테인리스 스틸(Stainless steel)로 정의하였다. 전기장 해석에서는 공기와 전극 등 해석 모델을 구성하는 모든 재료에 대해 상대유전율(εr) 및 도전율(σ)과 같은 전기적 물성이 필요하다. 이러한 물성은 전계 분포 및 전하 축적 특성에 직접적인 영향을 미치므로, 재료별 특성을 정확히 반영하는 것이 중요하다. 따라서 이번 호의 해석에서는 사용된 재질의 대표적인 유전 특성을 기반으로 물성을 설정하였으며, 각 물질의 유전율은 <그림 3>에 나타내었다. 메시(mesh)는 <그림 4>와 같이 설정하였으며, 어댑티브 메싱(Adaptive meshing) 기능을 활용하여 수렴 기준에 도달할 때까지 자동으로 정밀도를 높였다.   (a) 전극 배치 및 재질설정   (b) 영역(region) 설정 그림 3. 전기 집진기의 전극 배치 개념도   그림 4. 메시 형상     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

제품 개발 혁신을 돕는 크레오 파라메트릭 12.0 (5)   2025년 4월 PTC는 크레오 파라메트릭(Creo Parametric) 12 버전을 출시하며 설계–시뮬레이션–제조 전 과정의 기능을 개선하여 디지털 엔지니어링 환경을 강화하였다. 이번 호에서는 크레오 파라메트릭 12 버전에서 크레오 몰드 분석(Creo Mold Analysis : CMA) 익스텐션을 이용한 사출 성형 분석 방법을 알아보자.   ■  김성철 디지테크 기술지원팀의 이사로 크레오 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 홈페이지 | www.digiteki.com   크레오 몰드 분석 소개 CMA는 사출 성형 분석을 위한 크레오 파라메트릭 응용 프로그램이다. 크레오에서 설계–해석–검증이 하나의 플랫폼 내에서 이루어지는 통합된 사출 성형 분석 환경을 제공한다. 설계자는 크레오 파라메트릭에서 모델 형상을 수정하면 별도의 데이터 변환 없이 즉시 몰덱스3D(Moldex3D) 솔버를 이용한 분석을 수행할 수 있으며, 그 결과로 사출 제품의 제조에 관련된 성형 거동을 빠르게 확인하고 검토할 수 있다.   사용자 인터페이스 크레오 몰드 분석은 크레오의 기본 환경에 통합된 인터페이스를 제공한다. 이러한 통합 시뮬레이션 환경은 반복적인 설계 변경 시 파일 변환 및 메시 생성에 필요한 시간을 최소화하고, 해석-피드백 시간을 줄일 수 있으며, 금형 초기 설계 단계부터 생산성 향상과 품질 확보를 동시에 달성할 수 있도록 지원한다.      분석이 완료되면 크레오의 리본 도구를 이용하여 필요한 분석 결과를 그래픽 창에서 빠르게 확인하고 검토할 수 있다.   크레오 몰드 분석 프로세스 크레오에서 다음 절차에 따라 제품의 사출 성형성을 분석할 수 있다. 분석 모델 정의 → 재료 설정 → 게이트 설정 → 분석 조건 설정 및 분석 실행 → 결과 검토 → 보고서 생성   새로운 프로젝트 생성 도어 콘솔 부품의 사출 충진 패턴을 확인하고 사출 성형 결과를 검토해 보자.   분석 모델 정의 크레오에서 분석 모델을 오픈하고 성형 분석 결과에 불필요한 요소를 억제 혹은 제거하여 단순화 모델로 정의한다.     모델에서 사출 후공정에 추가되는 구멍, 표면 가공, 라운드 등의 작업 피처가 있을 경우 피처를 억제하고 몰드 분석을 진행한다. 성형 분석에 영향을 주지 않는 표면 각인, 라운드 등의 피처가 있을 경우 억제하면 메시 생성 시간을 줄이고 분석 시간을 최소화할 수 있다. 금형 캐비티의 레이아웃 구조와 러너 등은 제외하고 단순 모델을 기준으로 성형 분석을 진행한다.     크레오 파라메트릭 리본 도구에서 응용 프로그램 → 몰드 분석(Mold Analysis)을 클릭하여 분석을 실행한다.     그림과 같이 몰드 분석 모드로 전환되고 관련 리본 메뉴가 표시된다.     재료 설정 ‘분석 설정’ 그룹에서 ‘재료 설정’을 클릭하여 모델에 적용할 플라스틱 수지를 지정한다.     재료 설정 창의 재료 라이브러리에서 재료 유형, 제조사 및 등급을 확인하고 수지를 선택한다.       ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (28)   피델리티 LES 솔버(Fidelity LES Solver)는 고급 다물리학 CFD(전산유체역학) 해석 엔진으로, 대형 소용돌이 시뮬레이션(LES)을 항공우주, 자동차, 터보 기계 분야의 주류로 확장한 기술이다. 고유의 스케일링 기능을 갖춘 피델리티 LES 솔버는 고도화된 유체 역학 문제를 정확하게 예측할 수 있도록 설계되어, 공기소음학, 공기역학, 연소, 열 전달 및 다상 흐름 문제 등 전통적으로 복잡한 CFD 문제를 해결한다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   피델리티 LES 솔버의 주요 특징 고정밀 시뮬레이션 : 이 솔버는 공기소음학, 공기역학, 연소, 열 전달 및 다상 흐름 등 복잡한 유체 역학 문제를 해결하는 데 적합하며, 특히 정확도가 중요한 분야에서 큰 장점을 제공한다. 메시 생성 : 클리핑된 보로노이 다이어그램을 이용하여 폴리헤드럴 메시(mesh)를 빠르고 확장 가능하며, 복잡한 기하학적 형상을 처리할 수 있는 견고한 방법으로 생성한다. 사용자는 필요한 곳에 해상도를 조정하거나, 복잡한 기하학적 구조에 대해 낮은 해상도의 시뮬레이션을 실행하고, 움직이는 기하학도 시뮬레이션할 수 있다. 확장성 : CPU 기반 또는 GPU 기반 고성능 컴퓨팅 환경에서 높은 확장성을 제공하여, 큰 규모의 계산 집약적인 시뮬레이션을 수행할 때도 속도나 정확도를 희생하지 않고 처리할 수 있다. 고급 수치 방법 및 모델 : LES의 예측 정확성을 실현하려면 단순히 시간 의존성을 활성화하고 난류 모델을 변경하는 것 이상이 필요하다. 피델리티 LES 솔버는 안정성과 정확성을 높이기 위해 고급 수치 방법과 모델을 결합하여 다양한 시나리오에서 효과적으로 작동한다.   피델리티 LES 솔버의 적용 분야 항공우주 : 항공기 부품 주변의 흐름 역학을 예측하거나, 소음 발생을 이해하고, 공기역학 성능을 최적화하는 데 유용하다. 자동차 : 자동차 설계에서 공기 저항, 연소 모델링, 공기소음학 등의 시뮬레이션에 필수적인 도구이다. 터보 기계 : 터빈, 압축기 등과 같은 기계에서의 흐름을 정확히 시뮬레이션하여 효율성 및 신뢰성을 개선하는 데 도움을 준다. 피델리티 LES 솔버는 복잡하고 실제적인 시나리오에서 고급 CFD 설루션을 요구하는 엔지니어나 연구자에게 유용한 도구이다.   그림 1. 피델리티 스티치(Fidelity Stitch)로 생성된 실물 크기 혼다 피트(Honda Fit)의 폴리헤드럴 메시   해석기는 다양한 유동 영역(저속 유동, 충격파를 동반한 고속 유동, 반응 유동 등)을 처리할 수 있도록 비정형 격자에 대한 이산 엔트로피 프레임워크(discrete entropy framework)를 일반화한 유한체적법(finite volume approach) 기반의 이산화(discretization) 기법을 사용한다. 이 방식은 복잡한 센서, 업윈딩 하이브리드화(upwinding hybridization), 또는 안정성을 위한 계수 조정 없이도 안정적이고 균일한 플럭스 이산화(flux discretization)를 가능하게 한다. 이 고유한 이산화 기법은 최신의 서브그리드 스케일 모델링(subgrid scale modeling) 및 벽면 모델링(wall modeling)과 결합되어, 격자 해상도에 대해 뛰어난 강인성을 가진 LES 기능을 제공한다.(그림 2)   그림 2. 샌디아 불꽃 D(Sandia Flame D) 실험 결과와 피델리티 LES 솔버의 다양한 격자 크기 결과 비교(위 : 온도 등고선, 아래 : 중심선 평균 및 RMS(평균제곱근) 온도)   공기역학(Aerodynamics) 피델리티 LES 솔버는 복잡한 형상의 공기역학력을 예측할 수 있으며, 저마하(low–Mach)에서 초음속(supersonic)에 이르기까지 다양한 유동 영역에서 정확한 예측이 가능하다. 예를 들어, 미세한 형상 설계 변경으로 인한 차량 항력 변화를 포착하거나(그림 3), 상용 항공기에서 높은 받음각(angle of attack) 조건에서의 실속(stall) 발생 시점을 정확히 식별할 수 있다.   그림 3. 피델리티 LES 솔버를 활용한 고정밀 CFD 시뮬레이션.(위 : 최대 양력, 실속(stall) 특성 및 분리 패턴 예측을 목표로 한 상용 항공기의 고정밀 시뮬레이션, 아래 : 자동차의 외부 공기역학 시뮬레이션)     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

‘CAE 컨퍼런스 2025’가 지난 11월 7일 수원컨벤션센터에서 진행됐다. ‘시뮬레이션의 미래 : AI와 디지털 트윈이 주도하는 제조 혁신’을 주제로 한 CAE 컨퍼런스 2025에서는 AI(인공지능)와 디지털 트윈(Digital Twin)의 융합을 통한 엔지니어링 혁신 및 가속화의 흐름을 짚었다. 특히 CAE 기술이 AI 및 데이터 기술과 결합함으로써 제조 및 설계 분야의 복잡한 문제를 해결할 뿐만 아니라, 최적 설계를 넘어 자율 설계와 스마트 제조를 구현할 수 있는 가능성에 주목했다. ■ 정수진 편집장     CAE 컨퍼런스 준비위원회 위원장인 연세대학교 기계공학과 이종수 교수는 개회사에서 과거에는 설계, 해석, 생산 등 공학 영역 사이의 장벽이 허물어지고 기술 융합과 협업이 가속화되고 있다고 짚었다. 한편, AI는 엔지니어링 의사 결정 과정에서 가속화를 돕는 역할을 한다. 특히 물리적 현상을 파악하는 기술인 CAE는 데이터 부족이나 불확실성, 그리고 경험하지 않은 영역의 문제를 해결해야 할 때 AI와 상호보완적인 관계를 갖게 된다는 것이 이종수 교수의 분석이다. 그는 “AI와 CAE는 서로 부족한 부분을 채워주는 친구처럼 협력하고 있다. 이번 CAE 컨퍼런스의 주제인 AI와 디지털 트윈을 통해 이러한 융합이 더욱 촉진되기를 기대한다”고 전했다.   디지털 제조 혁신을 가속화하는 CAE와 AI의 결합 앤시스코리아의 강태신 전무는 ‘디지털 제조 혁신을 위한 앤시스의 엔드 투 엔드 설루션’을 주제로 첫 번째 기조연설을 진행했다. 그는 최근 제조 트렌드의 변화와 스마트 공장의 필요성, 그리고 시뮬레이션의 핵심 역할을 설명했다. 강태신 전무는 IoT(사물인터넷), AI 등 4차 산업혁명 기술로 인한 리쇼어링(reshoring) 추세를 언급하면서, 스마트 공장의 핵심은 데이터의 연결성(connectivity)과 시뮬레이션을 통한 불량 예방이라고 강조했다. “시뮬레이션 기반 디지털 엔지니어링의 도입은 전체 수명 주기 비용을 줄이는 데 기여하며, 앤시스는 제품 설계부터 제조 공정까지 전 과정을 아우르는 엔드 투 엔드 시뮬레이션 설루션을 제공해 디지털 전환을 가속화한다”고 전한 강태신 전무는 국내 배터리 제조 공정에 시뮬레이션과 IoT 데이터를 결합한 디지털 트윈을 구축하여 생산성을 약 20% 향상하고 비용을 절감한 실제 사례를 소개했다. 또한 “스마트 공장의 도입은 이제 필수이며, 복잡한 것보다 작은 것부터 시작하여 성공을 확장하는 것이 중요하다”고 짚었다.   ▲ 앤시스코리아 강태신 전무   연세대학교 기계공학과 이종수 교수는 ‘자율지능 에이전트를 위한 물리 모델 기반 시스템 엔지니어링 & 생성적 산업 인공지능’을 주제로 한 기조연설에서 “공학의 딜레마인 ‘정확성’과 ‘효율성’ 사이의 고민을 해소하고, 데이터가 부족한 ‘경험하지 않은 영역’ 문제를 해결하기 위해 물리 지식을 다루는 CAE와 AI의 협업이 필수라고 강조했다. 이종수 교수는 “물리 지식 기반의 CAE가 AI 모델의 가이드 역할을 함으로써, 빅데이터가 아니라 적은 데이터로도 AI 학습을 가속화하고 정확도를 높일 수 있다”고 설명했다. 이런 기술이 대형 화면 단차 분석의 도메인 적응이나 전기차 냉각 시스템 소음 저감 설계 등에서 복잡한 문제를 해결하고 새로운 설루션을 도출하는 데 적용되고 있다고 소개한 이종수 교수는 AI와 CAE가 서로 협력하는 것이 중요하다고 전했다.   ▲ 연세대학교 기계공학과 이종수 교수   차세대 엔지니어링 패러다임 : AI, 자율화, 클라우드 나니아랩스의 강남우 대표는 ‘생성형 AI에서 에이전틱 AI까지 : 자율 설계의 미래’를 주제로 한 발표에서 인구 감소 등으로 어려움을 겪는 제조업의 혁신을 위해 AI 도입이 필수라고 강조했다. 또한, 엔지니어링 설계의 패러다임이 AI를 도구로 쓰는 ‘생성형 설계’를 넘어, AI가 의사 결정권을 갖는 ‘자율 설계(autonomous design)’ 시대로 진화할 것이라고 전망했다. 강남우 대표는 “딥러닝이 복잡한 고차원 설계 문제를 해결하는 핵심 기술이며, 미래에는 AI가 스스로 최적의 워크플로를 생성하여 설계 전 과정을 자동화하는 자율 에이전트 AI(agentic AI) 플랫폼 구축이 중요하다”고 짚었다.   ▲ 나니아랩스 강남우 대표   아마존웹서비스(AWS)의 전병승 설루션 아키텍트는 ‘클라우드 기반 CAE 혁신 : AI로 가속화하는 차세대 엔지니어링 시뮬레이션’을 주제로 발표했다. 그는 전통적인 온프레미스 HPC 환경의 한계를 분석하면서, “클라우드는 무제한의 용량과 유연성, 비용 효율을 제공함으로써 CAE 워크로드의 개발 주기를 단축시킨다”고 설명했다. 또한 “AWS는 HPC 인프라 자원과 클러스터 구축 자동화 설루션을 제공한다. 나아가 클라우드를 통해 가속화된 엔지니어링 환경에 자율 에이전트 AI를 적용하여 시뮬레이션 자동화 및 엔지니어의 생산성을 극대화할 수 있다”면서, “AWS는 인프라부터 AI 개발 도구까지 지원하여 기업의 혁신을 돕는다”고 소개했다.   ▲ AWS 전병승 설루션 아키텍트   한국알테어의 이승훈 기술총괄 본부장은 ‘CAE 최신 동향과 AI 기반 디지털 트윈 가속화’를 주제로 발표하면서, 엔지니어링 패러다임 변화에 대응하는 알테어의 핵심 전략을 제시했다. 이승훈 본부장은 “알테어는 메시리스 설루션으로 설계자의 시뮬레이션 접근성을 높이고, 멀티피직스 및 엔드 투 엔드 워크플로를 통합한다. 또한, 클라우드 기반의 협업 환경으로 데이터 사일로(silo) 문제를 해결하고, HPC 자원을 유연하게 확장하도록 돕는다”고 설명했다. 또한, “궁극적으로는 시뮬레이션 데이터를 활용하여 물리 AI(physics AI) 기반의 예측 모델을 구축하고, 복잡한 해석 결과를 수십 초 만에 도출하여 엔지니어링 시간을 확보하는 것이 핵심”이라고 전했다.   ▲ 한국알테어 이승훈 기술총괄 본부장   CAE의 난제 해결하는 첨단 기술 피도텍의 최병열 연구위원은 ‘RBDO, 데이터 시대에 무결점 설계를 향해’를 주제로 발표했다. 최병열 연구위원은 제조 오차나 재료 물성의 불확정성(uncertainty)을 설계 단계부터 반영하는 신뢰성 기반 설계 최적화(RBDO : Reliability-Based Design Optimization) 기술의 적용 필요성을 강조했다. 또한 “이 기술의 핵심 목표는 불확정 요인을 반영하여 최종 제품의 신뢰도를 극대화하는 것”이라면서, RBDO의 개념과 현재 엔지니어링 환경에서 필수인 이유, 그리고 현장에 효과적으로 적용하는 구체적인 방법을 제시했다.   ▲ 피도텍 최병열 연구위원   메타리버테크놀러지의 서인수 이사는 ‘입자 기반 멀티피직스 CAE 기술 : 유체유동 및 플라스마 응용사례’ 발표에서 격자 생성 없이 비정상 상태 해석에 효과적인 입자 기반 다중 물리 CAE 기술을 소개했다. 또한 CUDA HPC를 활용하여 해석 속도를 가속화했다고 밝혔다. 주요 응용 사례로 믹싱 공정, 프린터 토너 거동 등 고체 입자 해석, 기어박스 오일 거동이나 모터 냉각 시스템 등 유체 유동 해석, OLED 증착 및 반도체 식각 공정 등 고진공 플라스마 해석 분야에서의 적용을 제시한 서인수 이사는 “GPU 기반 자체 설루션이 기존 상용 툴로 풀기 어려운 복잡하고 특수한 CAE 난제를 해결하는 데 기여하고 있다”고 전했다.   ▲ 메타리버테크놀러지 서인수 이사   자동차 및 전자 산업의 디지털 트윈 적용 사례 LG전자의 문강석 책임연구원은 ‘시뮬레이션 기반 파우치형 배터리 동향과 실링 공정 최적화를 통한 신뢰성·안전성 강화 사례’ 발표에서 파우치형 배터리의 실링(sealing) 공정 최적화 사례를 소개했다. 문강석 책임연구원은 “배터리 실링은 열 전달, 상 변화, 구조 변형, 점성 유동 등의 다중물리 현상이 동시에 발생하기 때문에 해석이 어렵다”면서, “신뢰성과 안전성을 확보하기 위해 실링 공정의 복잡한 물리적 거동을 CAE 기술로 분석했다”고 전했다. LG전자 연구팀은 기존 설루션의 한계를 극복하고자 솔버를 개선하고, 실험 데이터와 CAE 해석을 기반으로 두께 변화에 대한 수학적 모델링 및 최적화를 진행했다. 문강석 책임연구원은 이를 통해 실링 공정의 정량적 예측이 가능해져, 배터리의 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있었다고 설명했다.   ▲ LG전자 문강석 책임연구원   LG전자의 장일주 책임연구원은 ‘TV 제품의 CAE 자동화 및 AI 활용 사례’ 발표에서 “CAE의 핵심인 효율화 및 자동화를 달성하기 위해, 개발자들이 직접 사용할 수 있는 웹 기반의 CAE 자동화 시스템을 구축했다”고 소개했다. 그 한 가지 사례로 TV 스탠드와 헤드 블록의 구조/방열 성능을 예측해서 설계 단계에서 활용할 수 있도록 하는 TV 스탠드 안정성 예측 모델이 있는데, 몬테카를로 시뮬레이션과 딥러닝을 활용해 높은 신뢰도의 예측 결과를 빠르게 도출할 수 있었다. 또한 해석 시간이 3주 소요되던 포장 충격 예측에는 물리 기반 딥러닝 기법(PINNs)을 도입해 정확도를 높였다. 장일주 책임연구원은 “향후 TV 제품에 대해 약 15~20가지의 해석 항목을 모두 자동화해서 엔지니어링의 효율화를 이룰 계획”이라고 전했다.   ▲ LG전자 장일주 책임연구원   현대자동차의 한만용 책임연구원은 ‘고객 중심의 디지털 트윈 기술–승객 모니터링과 인체 모델의 융합’을 주제로 발표했다. 한만용 책임은 SDV(소프트웨어 중심 차량) 시대에 고객 중심 차량을 개발하기 위해서는 승객 데이터의 확보가 필수라고 강조하면서, “기존 디지털 모델과 달리 현실 데이터를 동기화하는 디지털 트윈 모델을 목표로 한다”고 소개했다. 현재는 승객 모니터링 시스템의 정보를 활용해서 관절의 위치를 파악하고, 인버스 다이나믹 모델을 통해 하중 정보를 계산하는 디지털 트윈 인체 모델을 구축하고 있는데, 한만용 책임연구원은 “체형 정보를 반영하여 충돌, 안락성 평가를 최적화하고, 실시간 피드백을 통해 승객 안전과 멀미 지수 예측 등 다양한 버추얼 테스트에 디지털 트윈 인체 모델을 활용할 계획”이라고 전했다.   ▲ 현대자동차 한만용 책임연구원     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

펑션베이가 지난 10월 13일 ‘2025 리커다인 유저 콘퍼런스’를 진행했다. 이번 콘퍼런스에서는 모델링 속도 개선, 해석 정확도 및 활용성 강화, 결과 분석 용이성 등을 중점으로 다물체 동역학 해석 설루션 리커다인 2026(RecurDyn 2026) 버전의 신기능을 소개했다. 또한 입자법 기반 CFD(전산 유체 역학) 소프트웨어인 파티클웍스 8.2(Particleworks 8.2) 버전의 기능 개선과 함께 사용자 서브루틴의 활용법, 모터 모델링 및 제어 기법, 하모닉 드라이브의 MFBD(유연 다물체 동역학) 해석 기법 등의 기술 발표가 이뤄지는 등 엔지니어링 시뮬레이션 기술의 최신 동향과 적용 사례를 전했다. ■ 정수진 편집장     해석의 신뢰도와 사용자 편의성 강화한 리커다인 2026 펑션베이 기술사업팀의 김진수 수석은 펑션베이가 자체 개발하고 있는 리커다인 2026의 핵심 기능을 소개했다. 사용자 모델링 효율과 해석 정확도를 강화한 이번 버전은 접촉(contact), 조인트(joint), 요소(element) 등 물리 현상 재현 능력을 고도화하고, 최신 AI 기술을 도입해 사용자 편의성을 높인 것이 특징이다. 우선, 해석의 신뢰도를 좌우하는 접촉 기능이 향상됐다. 패치 사이즈의 하한 제한을 없애 미세한 설정이 가능해졌으며, 이를 통해 더욱 정교한 지오메트리 조정이 가능하다. 특히 지오 콘택트(geo contact)에는 ‘단위 면적당 강성’과 ‘압력 스플라인’ 입력 방식이 추가되어, 브레이크 패드와 같이 면적에 따라 압력이 변하거나 비선형적 압력 관계를 가진 모델의 해석 정확도가 높아졌다. 조인트 영역에서는 스크류 조인트에 프리로드 기능을 추가해 오일 피스톤 등의 마찰 거동을 현실적으로 구현하며, 유연체(FFlex) 해석 시 더미 보디의 질량을 자동 보정해 물리적 간섭을 최소화했다. 주목할 점은 생성형 AI 기술의 도입이다. 리커다인 2026은 LLM(대규모 언어 모델) 기반의 ‘리커다인 어시스턴트’ 베타 버전을 탑재했다. 김진수 수석은 “복잡한 표현식(expression) 예제 생성이나 사용법 안내를 AI가 지원함으로써 모델링의 진입 장벽을 낮췄다”고 설명했다. 후처리(포스트 프로세싱)의 효율도 개선됐다. 애니메이션 일시 정지 상태에서 즉각적인 파라미터 확인과 노드 데이터 추적이 가능해졌고, 최대 5개 주파수의 진동 모드를 동시에 비교 재생하거나 셸(shell) 요소의 두께 위치별 응력을 확인하는 기능이 추가됐다. 이 외에도 내구 해석 결과 통합, 2배 빨라진 기어 해석용 패치 구속 모델링 등을 통해 엔지니어의 업무 생산성을 높이는 데 주력했다.   ▲ 리커다인 2026에서 베타로 탑재된 LLM 기반의 AI 어시스턴트   입자 해석의 정밀도·효율 높인 파티클웍스 8.2 펑션베이가 국내 공급하는 입자법 기반 CFD 소프트웨어인 파티클웍스는 지난 10월 8.2 버전을 선보였다. 펑션베이 기술사업팀의 김태영 책임은 “이번 업데이트는 기체와 액체의 상호작용을 다루는 LBM(Lattice Boltzmann Method) 기능의 고도화와 대규모 해석을 위한 전용 모델 도입, 열 해석 영역 확장을 통해 정확도와 효율을 강화했다”고 밝혔다. 가장 큰 변화는 기체와 액체 간의 양방향(2-way) 커플링 지원이다. 뭉쳐진 유체인 액적과 LBM 격자 간의 상호작용을 직접 계산하여, 액적과 기류가 서로 주고받는 영향을 반영할 수 있다. 이를 통해 빗방울이나 소방수 살포 같은 복잡한 유동을 더욱 현실적으로 모사할 수 있게 됐다. 눈이나 먼지가 쌓이는 현상을 다루는 ‘부착/적층 모델’도 추가됐다. 파티클웍스 8.2에서는 해석 효율이 더욱 개선됐다. FVM(유한체적법) 연동 시 MPS는 싱글, FVM은 더블 프리시즌으로 계산하는 하이브리드 방식을 도입해 속도와 안정성을 확보했다. 김태영 책임은 “불필요한 격자 생성을 줄이고 결과 파일 크기를 최대 85% 축소해 대용량 해석의 부담을 덜었다”고 설명했다. 또한 억 단위 입자를 처리하는 토목·해일 해석용 ‘EIMPS’ 모델을 도입해 메모리 효율과 속도를 높였다. 열 해석 분야에서는 고체-액체-기체 간 상호 열전달을 단일 솔버로 통합 지원하며, 방향별 열 전도도 입력 기능을 더해 복합적인 열전달 현상을 정밀하게 해석할 수 있게 됐다.   동역학 해석의 한계 극복 위한 기술과 사례 소개 이번 콘퍼런스에서는 리커다인의 기술적 깊이와 확장성을 선보이는 발표와 함께 자동차, 로보틱스, 전력 설비, 인공위성 등 다양한 산업 분야의 활용 사례가 소개됐다. 펑션베이 기술사업팀의 이정한 수석은 ‘리커다인 유저 서브루틴(user subroutine) 사용법’을 주제로, 파도의 힘과 같은 특수 물리 현상을 사용자가 직접 구현하거나 복잡한 모델을 수식화하여 해석 속도를 단축하는 노하우를 공유했다. 장성일 책임은 ‘코링크(CoLink) 모터 드라이버를 연동한 모터 모델링’ 기법을 소개하면서, 기계와 제어 시스템이 결합된 메카트로닉스 분야로의 기술 확장을 강조했다. 전용우 팀장은 로봇 구동계의 핵심인 ‘하모닉 드라이브(harmonic drive)의 모델링 및 정밀 해석 기법’을 발표하면서, 해석 시간 단축과 정확도 확보를 동시에 달성하는 해법을 제시했다. 펑션베이는 이들 발표를 통해 리커다인이 다룰 수 있는 CAE 기술의 스펙트럼과 해결 능력을 포괄적으로 제시했다. 또한, 동역학 해석을 넘어 복합 물리 현상과 정밀 제어 시스템까지 아우르는 통합 설루션으로 나아가고자 하는 리커다인의 미래 방향성을 제시했다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.