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PyMAPDL의 기초부터 활용까지

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례 파이앤시스(PyAnsys)는 파이썬(Python)을 활용하여 앤시스(Ansys) 제품을 사용할 수 있는 라이브러리를 뜻한다. 파이앤시스는 구조해석과 관련한 PyMAPDL, PyMechanical과 전처리 및 후처리에 대한 PyDPF가 있다. 이와 같은 라이브러리를 이용하면 파이썬 내에 있는 패키지와 함께 다양한 작업이 가능해진다. 이번 호에서는 파이앤시스 중에서도 PyMAPDL에 대한 사용 방법과 활용 예시를 소개하고자 한다. ■ 노은솔 태성에스엔이 구조 3팀 매니저로 구조해석 및 자동화 프로그램에 대한 기술 지원을 담당하고 있다. 이메일 | esnoh@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr 앤시스에서 구조, 열, 음향 등 다양한 해석에 사용되는 유한요소 솔버 중 하나인 Mechanical APDL은 명령어를 기반으로 구동된다. 복잡한 연산이나 매개변수 설정 및 자동화 기능이 가능하기 때문에 여전히 많이 사용되고 있다. 하지만 앤시스 워크벤치(Ansys Workbench)의 제한적인 기능을 활용할 경우, 추가적으로 APDL 명령어를 사용해야 한다. 말하자면 APDL 명령어로 여러 기능을 구현할 수 있지만, 넓은 범위에서 적용하기에는 한계가 있는 것이다. 예로 머신러닝이나 딥러닝과 관련한 라이브러리인 텐서플로(TensorFlow)나 케라스(Keras) 등은 APDL 명령어 내에서는 사용할 수 없으며, 파이썬과 APDL 연동에도 한계가 있다. 이 때 PyMAPDL 라이브러리를 사용하면 파이썬 내에서 APDL을 사용하기 때문에 활용도가 넓어진다. 이번 호에서는 PyMAPDL의 사용 방법과 활용 예시를 다뤄보고자 한다. PyMAPDL 사용 방법 PyMAPDL은 파이썬에서 사용될 때 gRPC(Google Remote Procedure Call)를 기반으로 파이썬 명령어를 APDL 명령어로 변환하여 MAPDL 인스턴스(Instance)에 전송하고, 결과를 파이썬으로 다시 반환한다. 이러한 작업 과정 때문에 파이썬과 MAPDL 간 원활한 데이터 통신이 가능해지며, 다수의 MAPDL 인스턴스를 생성하여 다른 명령으로 동시 작업 또한 가능하다. 그림 1. PyMAPDL gRPC 먼저 PyMAPDL을 사용하기 위해서 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)이 설치되어 있어야 하며, 관련 라이선스를 보유하고 있어야 한다. 현재 파이앤시스 홈페이지에 따르면 파이썬 3.8 이상 버전을 지원하고 있으며, gRPC 기반으로 사용하기 위해서 앤시스 2021 R1 이상을 권장한다. 파이썬과 앤시스 모두 설치되어 있는 환경이라면 추가적으로 PyMAPDL 라이브러리를 설치해야 한다. 터미널 창에 ‘pip install ansys-mAPDL-core’ 한 줄의 입력으로 쉽게 설치되며, 버전을 따로 지정하지 않을 경우 최신 버전으로 설치된다. PyMAPDL은 <그림 2>와 같이 ‘launch_mAPDL’ 함수를 호출하여 사용한다. 이는 Mechanical APDL Product Launcher를 실행하는 것과 유사하다. 해당 함수를 활용할 때 입력 가능한 주요 인자들을 입력하여 작업 폴더 위치나 파일 이름, 계산 방식 및 라이선스 등을 지정할 수 있다. 그림 2. PyMAPDL 실행 명령어 기존에 APDL에서 육면체 형상을 모델링하여 요소를 생성하는 과정은 <그림 3>과 같이 작성되고, 동일한 작업을 PyMAPDL로는 <그림 4>와 같이 구성할 수 있다. 작성된 APDL과 PyMAPDL 명령어를 비교하면 형태가 매우 유사한 것을 볼 수 있다. 이 때 PyMAPDL은 파이썬에서 두 가지 방식으로 사용된다. 첫 번째는 ‘run’ 명령어를 활용하여 APDL 명령어를 스트링(string)으로 입력해 직접 실행하는 방법이며, 두 번째는 파이썬 명령어로 변환해서 처리하는 방법이다. 그림 3. MAPDL 모델링 및 요소 생성 예시 그림 4. PyMAPDL 모델링 및 요소 생성 예시 ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2024-05-02

앤시스-AMD, 대규모 구조 시뮬레이션의 가속화 위해 협력

앤시스는 자사의 상용 유한요소해석(FEA) 솔버가 AMD의 데이터센터용 GPU 가속기인 인스팅트(AMD Instinct)를 지원한다고 밝혔다. 인스팅트는 데이터센터와 슈퍼컴퓨터를 위한 고성능을 제공해 복잡한 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있게 설계됐다. 앤시스는 인스팅트 가속기를 지원하기 위해 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)에서 APDL 코드를 개발했으며, 리눅스의 AMD ROCm 라이브러리와 인터페이스해 AMD 가속기의 성능과 확장성을 지원한다고 전했다. APDL(Ansys Parametric Design Language)은 앤시스 솔버와 상호작용하기 위해 구조화된 스크립팅 언어이다. 앤시스의 자체 테스트에 따르면, 희소 직접 솔버(sparse direct solver)를 사용하는 앤시스 메커니컬에서 대형 구조 기계 모델의 시뮬레이션 속도가 세 배에서 여섯 배까지 향상됐다. 앤시스 메커니컬에 AMD 인스팅트 가속기에 대한 지원을 추가하면 HPC(고성능 컴퓨팅) 하드웨어를 선택할 때 더 큰 유연성을 얻을 수 있다는 것이 앤시스의 설명이다. AMD의 브래드 맥크레디(Brad McCredie) 데이터 센터 및 가속 사업부문 총괄 부사장은 "오늘날의 크고 복잡한 엔지니어링 과제에는 확장 가능하면서 빠르고 예측 가능한 정확한 시뮬레이션이 필요하다"면서, "앤시스와 AMD의 협업을 통해 일부 애플리케이션의 속도 향상이 가능해졌으며, 양사의 기술을 활용하는 고객은 납기를 맞추면서 자동차, 비행기 및 기타 다양한 제품에 대해 더 높은 품질과 효율적인 설계를 추진하는 복잡한 구조 시뮬레이션을 실행할 수 있다"고 밝혔다. 앤시스의 셰인 엠스윌러(Shane Emswiler) 제품 담당 수석 부사장은 "앤시스와 AMD의 협력을 통해, 고객이 온프레미스 및 클라우드에서 데이터센터의 앤시스 메커니컬 애플리케이션에 최첨단 GPU 하드웨어를 활용하여 시장 출시 시간을 단축하고 보다 최적의 솔루션을 제공할 수 있도록 지원할 것"이라면서, "이번 협력은 시뮬레이션을 위한 새롭고 지속가능하며 강력한 기술로서 GPU에 대한 투자를 진행하는 앤시스의 HPC 전략과 일치한다"고 전했다.

작성일 : 2022-08-29

ANSYS Workbench를 활용한 해석 성공 사례 - Workbench LS-DYNA Extension 소개 및 활용 방법

ANSYS LS-DYNA는 현재 세계적으로 널리 사용되고 있는 LSTC사의 LS-DYNA의 익스플리시트 솔버(Explicit Solver)를 기반으로 타 소프트웨어와 차별화된 앤시스(ANSYS)만의 독자적 GUI 및 CAE 호환성을 통해 사용자들에게 편의성을 제공하고 있다. 이러한 상호 인터페이스의 한 가지 불편한 점이 있다면, 전처리 및 해석은 앤시스의 모듈을 사용하고 후처리는 ANSYS APDL환경 또는 LS-PrePost를 사용해야 하는 번거로움이 있었다. 하지만 앤시스 R14.5부터 ACT(Application Customization Toolkit)가 활성화되면서 워크벤치(Workbench) 환경에서 후 처리까지 가능한 Workbench LS-DYNA Extension이 개발되었다. 이번 호에서는 더욱 강력해진 ANSYS LS-DYNA 사용 환경을 살펴보도록 하자. ■ 김두찬 / ANSYS 제품의 총판을 담당하고 있는 태성에스엔이의 대리로 충돌, 폭발 관련 컨설팅 및 기술지원을 담당하는 엔지니어이다.E-mail | dckim@tsne.co.kr홈페이지 | www.tsne.co.kr (a) APDL 환경 (b) LS-PrePost 환경 (c) Workbench 환경 그림 1. 다양한 환경의 ANSYS LS-DYNA 1. 소개1997년부터 앤시스(ANSYS)가 LS-DYNA를 서비스 하던 당시에는 대부분의 과정이 ANSYS APDL환경에서 이루어졌다. 모델링부터 전처리 및 해석 그리고 후처리까지 모두 하나의 GUI에서 작업할 수 있다는 장점이 있었으나, 앤시스를 처음 접하는 누구나 그랬듯 클래식한 화면과 코드 기반의 사용 환경인 APDL은 LS-DYNA 솔버를 접하기 이전에 초보자에게는 낯설고 어려운 것이 사실이었다. 이와 동시에 LSTC에서 무료로 제공하고 있는 GUI인 LS-PrePost는 소프트웨어 자체가 가볍고 LS-DYNA의 특성에 맞는 옵션들로 구성이 되어 LS-DYNA 사용자 들에게는 안성맞춤이었다. 그러나 이것 역시 앤시스 사용자들은 별도의 소프트웨어를 익혀야 할 뿐만 아니라 국내에는 교육 인프라 자체가 한정되어 있어 제약 조건이 많았다.앤시스 워크벤치(ANSYS Workbench, 이하 WB)는 앤시스가 서비스하고 있는 다양한 제품(구조, 유동, 전자기장, CAD)군을 하나의 환경에서 사용할 수 있도록 개발된 통합 인터페이스 환경이다. ANSYS LS-DYNA 역시 Explicit Dynamics(LS-DYNA Export)라는 이름으로 <그림 2>와 같이 WB 환경으로 이식되었다. 그림 2. Explicit Dynamics(LS-DYNA Export) 환경 현재는 앤시스 R14.5부터 활성화된 ACT를 통해 <그림 3>과 같이 WB LS-DYNA라는 환경이 개발되었다. LS-DYNA Export는 물성 정의부터 전처리 과정까지만 지원하는 반면, WB LS-DYNA는 해석뿐만 아니라 후처리까지 지원한다. ◆ 상세 내용은 PDF 파일을 통해 제공됩니다.

작성일 : 2014-10-01

앤시스코리아, 앤시스 컨버전스 컨퍼런스 2013 개최

새로운 솔버와 시뮬레이션 환경 지원하는 앤시스 15.0 소개 앤시스코리아(www.ansys.kr)는 5월 28일 연례 사용자 컨퍼런스인 '앤시스 컨버전스 컨퍼런스 2013'을 개최했다. 이번 행사에서는 제조 산업 성장을 위한 컨버전스(융합)를 중심으로 한 앤시스의 비전 및 제품 전략이 소개되었다. ■ 정수진 기자 sjeong@cadgraphics.co.kr 앤시스 국내 비즈니스 꾸준히 성장 이번 행사에서 앤시스코리아는 제조업 혁신의 해답을 '컨버전스'로 보고, 개별 컴포넌트 기반의 제품 개발에서 나아가 구조/유동/전기전자 해석 솔루션의 융합을 꾸준히 추구해 왔다고 밝혔다. 앤시스코리아는 국내 CAE 시장에서 매년 30%의 성장률을 기록했고, 올해에는 500억 원 이상의 매출을 기대하고 있다. 현재 국내에서 760여 개 고객사를 확보한 가운데 모든 산업 분야에 걸쳐 고르게 성장하고 있다는 것이 앤시스코리아의 설명이다. 앤시스코리아 신동수 사장은 "국내 주요 기업들이 전 세계에 걸쳐 21세기의 새로운 르네상스를 창조한다고 할 만큼 혁신 제품을 만들고 있으며, 이들이 앤시스의 고객"이라면서 "앤시스코리아는 설립 이후 3년 동안 고객과 함께 괄목할 만한 성장을 거두고 있으며, 앞으로도 한국 시장을 더욱 확대하고 고객 지원에 힘쓰겠다."고 밝혔다. 시뮬레이션 주도의 제품 개발 강화 앤시스(ANSYS)는 엔지니어링 기술 개발에서 시뮬레이션이 핵심적인 역할을 한다고 보고, 컨셉 설계에서 곧바로 생산으로 진행할 수 있는 시뮬레이션 주도의 제품 개발(SDPD)을 지속적으로 강조해 왔다. 앤시스는 앤시스 14.5 버전의 핵심 비전으로 HPC(High Performance Computing), 워크플로우와 커스터마이제이션, 멀티피직스 등을 소개했다. 앤시스 14.5에서는 멀티피직스 환경인 워크벤치가 더욱 확대되어 전자-열-응력의 커플링 해석과 전자기-유체-구조-제어 시스템의 커플링 해석이 가능해졌다. CPU/GPU의 향상된 컴퓨팅 파워를 시뮬레이션에 활용하려는 움직임이 CAE 분야 전반에 걸쳐 활발히 진행되고 있다. 앤시스는 기술 및 상용 솔루션의 최적화를 지원하는 'HPC 파라메트릭 팩'을 통해 시뮬레이션 속도를 높일 수 있도록 한다. 또한 GPU 컴퓨팅에서 멀티 GPU 활용을 구현하고, GPU 컴퓨팅의 적용을 구조 해석뿐만 아니라 전자기장 해석과 유동 해석까지 확대되었다. 한편 앤시스 14.5에서는 다양한 엔지니어링 그룹이 동일한 시뮬레이션 플랫폼을 사용함으로써 신뢰성 있는 워크플로우를 구축하고 혁신을 가속할 수 있도록 지원한다. 앤시스 14.5의 APDL 스크립팅 언어와 EKM(Engineering Knowledge Manager)은 복합 부품 해석 워크플로우의 향상 및 데스크톱에서 웹 애플리케이션에 이르는 워크플로우 자동화와 사용자화를 제공한다. 또한 HFSS와 ECAD 설계 워크플로우도 통합되었다. 신규 솔버와 클라우드 대응하는 앤시스 15.0 최근 앤시스는 임베디드 소프트웨어 시뮬레이션 업체인 에스트렐(Esterel)과 복합재 해석 및 최적화 솔루션 업체인 이븐(EVEN) 등을 인수하면서 다양한 방면으로 기술 강화에 나서고 있다. 또한 클라우드 컴퓨팅에도 눈을 돌리면서 인증된 서드파티 하드웨어 공급사를 통해 유연한 요금 체계의 클라우드 솔루션을 올 여름에 선보인다는 계획도 공개했다. 또한 이번 행사에서는 앤시스의 다음 번 메이저 업데이트가 될 앤시스 15.0에 대한 소개도 이뤄졌다. 앤시스 15.0에서는 단일 모델 및 다양한 소스에서 메시 결합이 가능해지고, 최대 1만 5,000개 코어까지 HPC 지원이 확장된다. 또한 VHDL-AMS Modelica를 지원하는 시스템 모델링 환경 및 어셈블리 진단/복구 툴 등이 제공될 예정이다. 이외에도 속도가 개선된 신규 솔버도 탑재될 것으로 알려졌다. 앤시스는 기존 제품에 대한 투자를 지속하는 동시에 새로운 제품 스위트를 선보인다는 계획이다. 앤시스의 조쉬 프레드버그 부사장은 "앤시스 15.0은 속도와 정확성, 향상된 기능을 갖춘 신규 솔버, 직관적인 환경의 시뮬레이션 솔루션, IT 인프라에 맞게 확장과 조정이 가능한 클라우드 솔루션을 지향한다."면서 "앤시스가 40년간 발전시킨 솔버 기술을 앞으로도 적용 가능하게 함으로써 고객의 기존 투자를 보호하면서 새로운 기술로 기존의 데이터에 연결할 수 있도록 지원할 것"이라고 밝혔다. 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2013-07-01

태성에스엔이, ANSYS R14 업그레이드 세미나 개최

앤시스 R14의 주요 업그레이드 및 구조-유동-전자기 연동 해석 사례 소개 태성에스엔이는 지난 3월 7일부터 9일까지 ‘ANSYS R14 업그레이드 세미나’를 개최했다. 창원, 서울, 대전에서 진행된 이번 세미나에서는 앤시스 R14 버전의 구조해석 및 유동해석 관련 기능 업그레이드와 함께 구조-유동-전자기 연동 해석 방안과 사례 등의 내용이 소개되었다. ■ 정수진 기자 sjeong@cadgraphics.co.kr 2011년 말 출시된 앤시스 R14 버전은 워크벤치 환경에서의 통합 해석이 더욱 강화되고 유한요소의 컨트롤 통합, 접촉 및 선형 해석 옵션 추가, GUI 개선 등이 이루어졌다.구조 해석에 있어서는 ▲ MAPDL/워크벤치의 통합 ▲ 점군 데이터의 효율적인 매핑을 지원하는 피직스 커플링 ▲ 회전 머신(로터, 축 등) 해석에 있어서 베어링 모델 추가 및 메싱 기능 개선 ▲ 복합재 & fracture 구조 해석에 있어 효율적인 워크플로우 제공 및 복합재 프리-포스트의 워크벤치 통합 ▲ 애플리케이션 커스터마이제이션 ▲ 얇은 구로의 모델링 ▲ 유연체의 접촉 알고리즘 개선 ▲ GPU 컴퓨팅을 활용한 솔버 퍼포먼스 향상 ▲ 재질 모델링을 위한 라이브러리 확대 및 모델링 방법 추가 ▲ 지오메트리 핸들링 등의 개선이 이루어졌다. 한편 유동 해석에서는 ▲ 빠르고 강건한 메싱 ▲ CFX 및 디자인익스플로러의 워크플로우 및 사용성 향상 ▲ 멀티피직스 및 시스템 커플링 ▲ 플루언트와 맥스웰의 연게 강화 ▲ HPC 최적화 기술로퍼포먼스 향상 ▲ 회전체 해석 향상 ▲ 자동차 파워트레인 분야에서 IC 엔진 시스템 추가 ▲ 멀티페이즈 해석 강화 등이 개선 또는 추가된 주요 기능이다. 태성에스엔이는 앤시스 R14 버전이 국내 출시된 후 처음으로 고객들에게 R14 버전을 소개하기 위해 이번 업그레이드 세미나를 진행했다. 이번 세미나에서는 구조해석과 유동해석으로 나누어 앤시스 R14 버전의 주요한 업그레이드 내용을 설명했다.구조해석 분야에서는 앤시스 미캐니컬 APDL(ANSYS Mechanical APDL)의 Structural, Coupled-Field, Acoustic, Radiation 기능과 함께 솔버와 커맨드의 개선점을 소개했다. 앤시스 워크벤치 R14에서는 다물리, 멀티 코드가 통합되고 재료 특성, 접촉조건, 비선형제어, 복합재료 설정, 매핑 등의 기능 추가가 이루어졌다. 또한 Expkicit STR, Offshore, DesignExplorer에서 추가된 기능도 소개되었다. 기사 상세 내용은 PDF로 보실 수 있습니다.

작성일 : 2012-03-28

ANSYS Workbench를 활용한 해석 성공 사례-ANSYS 13-Mechanical의 UCO를 활용한 콘크리트 파괴 해석

앤시스(ANSYS)에서는 현재 복합재와 관련된 많은 요소들을 지원해 주고 있으며, 점차 발전된 복합재를 지속적으로 추가하고 있다. 콘크리트 또한 복합재로 가정할 수 있으며, 내부에 철근 형상을 요소로만 상세히 표현하는 것은 어려울 수 있으나, 근사화된 모델로 쉽게 해석하여 파괴되는 부분을 확인해 볼 수 있다. 물론 아직까지는 복합재 엘리멘트를 사용하는 환경이 APDL(ANSYS Classic)이 좀더 쉽다고 볼 수 있으나, 워크벤치(Workbench) 또한 동일한 작업이 가능하다.물론 APDL을 사용하는 유저들은 별 어려움 없이 명령어를 사용하는 작업이 가능할 수도 있으나, 워크벤치를 처음부터 접하는 유저라면 어렵다고 생각될 수도 있는 부분이 있다. 하지만, 몇 가지 명령만 알고 사용한다면, 더욱 다양한 분야에 앤시스의 많은 요소들을활용하는 것이 가능하다.(워크벤치에서는 기본적으로 열, 전자기장, 구조 등 해석 시스템에 따라 자동으로 알맞은 엘리멘트를 지정하게 된다.)이러한 명령어를 워크벤치에서 사용하는 것을 User Command Input, 줄여서 UCO라고 부른다. 이번 호에서는 앤시스 13(ANSYS 13)의 워크벤치(Workbench)에서 UCO로 Solid 65 엘리멘트를 적용한 콘크리트 모델의 파괴 해석을 예제를 통해 살펴보도록 한다. ■ 이효행 | 태성에스엔이 FEA팀의 대리로 기술지원 및 교육, 프로젝트를 담당하고 있다.E-Mail | hhlee@tsne.co.kr홈페이지 | http://www.tsne.co.kr 1. UCO(User Command Input)워크벤치는 사용자의 편의성을 위해 APDL의 명령어를 기반으로 CAD와 같은 그래픽 인터페이스를 사용할 수 있도록 개발되었으며, APDL 명령어가 소스 코드로 들어가 있다. 따라서 기본적으로 APDL과 같은 솔버를 사용하며 해석 결과 또한 APDL과 동일하다.그렇지만 워크벤치는 앤시스를 처음 접하는 유저들에게 간편한 유한요소를 해석하는 툴을 제공하기 위한 목적으로 인하여 디폴트로 처리하는 부분이 있다. 따라서 고급 사용자들을 위해 디폴트로 처리된 부분을 수정하기 위해 앤시스 워크벤치에서는 앤시스 APDL의 명령어를 활용할 수 있도록 추가적으로 커맨드 툴(Command Tool)을 제공하고 있다.커맨드를 삽입 가능한 부분은 <그림 1>과 같으며, 항목은 다음과 같다. 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2011-08-04

ANSYS Workbench를 활용한 구조해석 성공사례-FE Modeler에서 다른 프로그램의 격자파일 사용하기

ANSYS Workbench를 활용한 구조해석 성공사례FE Modeler에서 다른 프로그램의 격자파일 사용하기 ANSYS Workbench는 매우 폭넓은 환경을 갖추고 있다. 이 말은 여러 가지 모듈들을 하나의 환경에서 다양한 작업을 수행할 수 있다는 뜻이다. 여러 가지 모듈들 중에 라이센스를 필요로 하는 것들도 있지만 FE Modeler와 같이 별도의 라이센스를 요구하지 않으면서 유용하게 사용할 수 있는 것도 있다. 이번 호에서는 FE Modeler를 이용하여 다른 프로그램의 격자 파일을 불러들여 구조해석을 수행하는 과정을 소개하고자 한다. ■ 이수도 │ ANSYS 제품의 총판을 담당하고 있는 태성에스엔이 구조 기술지원팀의 대리이다.E-Mail │ sdlee@tsne.co.kr홈페이지 │ http://www.tsne.co.kr 1. FE Modeler의 기능ANSYS FE Modeler는 워크벤치(Workbench) 환경에서 구동되며, 기본적으로 격자 파일을 불러들여 작업을 수행하는 모듈이다. <그림 1>은 FE Modeler 환경으로 들어간 모습의 예이며 각 부분의 명칭을 나타내었다. 메뉴(Menus)에서는 프로젝트 파일을 관리하거나 Mesh Metric 도구를 삽입하고 기타 보기와 관련된 기능을 제공한다. 툴바(Toolbar)는 사용자가 메뉴를 빠르게 찾고 실행할 수 있도록 여러 가지 기능들을 제공하며 기본 도구들은 다른 워크벤치 모듈들과 같다. 아웃라인 트리(Outline Tree)는 모델의 정보를 쉽게 체계화할 수 있는 기능들을 제공하며 입력 데이터의 정보를 나타내 주는 Import Summary, 기하 형상과 관련된 내용을 포함하는 Geometry Synthesis, 요소 형상의 수준 정보를 보여주는 Mesh Metrics, 요소와 절점의 그룹 정보를 알려주는 Components로 구성된다.FE Modler에서는 다양한 프로그램의 격자 파일뿐 아니라 결과파일도 불러들여 작업할 수 있다. 그러므로 사용자들은 외부 업체에서 다른 프로그램 솔버를 사용하여 해석한 결과를 앤시스로 불러들여 앤시스 조건을 사용하여 재 해석을 수행하고 결과를 비교할 수 있게 된다. 지원하는 메시 또는 결과 파일 형식은 다음과 같다. ■ 메시 파일• ABAQUS(.INP)• CFX INPUT(.DEF, .RES)• MESH INPUT(.CMDB, .MESHDAT)• FLUENT INPUT(.MSH, .CAS)• ICEM INPUT(.UNS)• MECHANICAL APDL(.CDB)• NASTRAN BULK DATA(.DBF, DAT, .NAS)• STL INPUT(.DTL)• ACMO INPUT(.ACMO, .DAT)■ 결과 파일• MECHANICAL APDL RESULTS(.RST, .RTH)• ABAQUS RESULTS(.ODB, .FIL)• NASTRAN RESULTS ( .OP2)• SAMCEF RESULTS ( .DES, FAC) 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2011-08-02

ANSYS Workbench를 활용한 해석 성공 사례 - Fe-Modeler의 다양한 기능 활용

ANSYS Workbench를 활용한 해석 성공 사례Fe-Modeler의 다양한 기능 활용 앤시스 워크벤치(ANSYS Workbench)에는 유한요소 모델을 기반으로 격자의 다양한 변환 및 해석에 필요한 작업을 쉽게 할 수 있는 Fe-Modeler가 기본으로 장착되어 있다. 이번 호에서는 Fe-Modeler의 기능을 살펴보고 예제를 통하여 사용방법을 알아보도록 한다. ■ 윤진환 | ANSYS 제품 총판인 태성에스엔이에서 ANSYS 기술지원, 교육 및 컨설팅 엔지니어로 근무하고 있다.E-Mail │ jhyooni@tsne.co.kr홈페이지 │ http://www.tsne.co.kr ANSYS Fe-Modeler는 앤시스 워크벤치(ANSYS Workbench) 환경에서 구동되며, 외부의 격자파일(Mechanical APDL, ABAQUS, NASTRAN 등)을 불러들여 워크벤치에서 추가적인 해석을 진행하거나 워크벤치나 앤시스 클래식(ANSYS Classic)에서 생성한 격자를 다른 해석 프로그램 형식으로 변환 가능하다. 별도의 라이센스가 필요하지 않음에도 불구하고 이를 활용하는 사용자가 적어 Fe-Modeler의 기능과 관련 사항을 다루고자 한다. 기본적인 Fe-Modeler의 기능은 다음과 같다. ■ 다양한 형태의 격자 파일을 ANSYS Mechanical Simulation 파일로 변환■ 다양한 형태의 격자 파일을 ANSYS Mechanical APDL 파일로 변환■ Jacobian Ratio, Aspect Ratio, Warping Factor와 같이 다양한 기준에 대한 격자 품질 평가■ 격자파일을 기반으로 기하모델을 파라솔리드(Parasolid) 파일로 추출■ CAD 프로그램을 사용하지 않고 지오메트리 파라미터를 생성하여 격자 파일을 직접 모핑(morphing)■ 격자 보기, 절점 및 요소의 정보 확인 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2011-08-02

범용유한요소해석 프로그램, ANSYS 5.7

■ 개발 : ANSYS, www.ansys.com■ 사용 환경 : 윈도우 98/NT/2000, 리눅스 6.2, HP-UX 11.0, AIX4.3.3, IRIX6.5.4, Solaris7■ 가격 : 1,200만원∼1억 2,000만원■ 공급 : 태성에스엔이 02-3431-2442 www.tsne.co.kr앤시스는 범용유한요소 해석 프로그램으로 주로 전력산업과 기계산업에 이용하기 위해 개발된 제품이었으나, 현재에는 자동차, 전자, 조선, 항공우주, 화학, 의학 등의 분야의 유한요소해석에 사용되고 있다. 이를 위해 구조, 열전달, 유체, 전자기장, 압전, 음향, 연성해석 등의 해석 기능과 전, 후처리기 등의 기능을 가지고 있으며, 버전 5.7에서 업그레이된 내용은 다음과 같다.1. 기능 향상(1) GUI & Graphics- 모델링, 해석, 결과에 관련된 모든 제반 사항을 보고서로 작성하는 기능이 추가되었다. (보고서를 HTML 포맷으로 작성해준다.)- 과거에 결과를 보기 위해 결과 파일을 불러들이는데 많은 시간이 소용되는 단점을 개선하기 위해 사용자가 보고자 하는 결과만을 별도로 저장하는 기능의 추가로 매우 빠르고 손쉽게 결과를 볼 수 있게 되었다.- 결과를 그래픽으로 출력을 할 때 Contour Band의 배치를 자유자재로 할 수 있다.- 그래픽 출력 기능이 강화되었다.- 하나의 창에 서로 다른 결과를 출력할 수 있게 되었다.(2) Loading & Solution- 하중을 함수 형태로 지정할 수 있게 되었다.(Function BC Tool 이용)- 해석을 통하여 생성되는 파일의 양이 현저히 축소되었다.(3) APDL- 좀 더 다양한 적용을 위해 APDL에 새로운 명령어 추가로 기능 강화(4) Material Models- GUI를 통하여 물성을 정의하는 방법의 개선으로 사용자 편의를 도모하였다.- Hyperelasticity, Metal Plasticity, Viscoplasticity에 물성모델 추가로 기능이 강화되었다.(5) Parallel Performance 향상- Distributed Domain Solver(DDS)다수의 PC의 CPU를 사용자의 PC에서 사용하여 매우 빠르게 해석을 수행한다. 큰 자유도의 문제를 자동으로 작은 자유도로 나누어 해석 후 합치는 방법을 사용한다.- Algebraic Multigrid Solver(AMG) 사용자의 멀티 프로세서 PC에서 여러 CPU를 사용하여 해석하며 기존의 멀티 프로세서를 이용하는 방법보다 빠른 해석 수행 기능을 가지고 있다.(6) Probabilistic Design- 통계적 설계 기법기존의 해석 방법에서 실험 계획법을 설계에 도입하여 강건 설계를 하는 것이다. Input의 분포를 Monte Carlo나 Response Surface를 이용하여 샘플링을 한 후 해석하여 결과를 Response Surface를 이용하여 결과를 볼 수 있다.민감도 해석이 가능하며, Input과 Output의 분포를 볼 수 있다. 강건 설계, 신뢰성 해석이 된다.(7) CADfix For ANSYS3차원 CAD에서 IGES와 STEP 파일을 100% 받아들여 ANSYS로 모델을 보낸다. IGES와 STEP 파일을 받을 때 에러가 있을 수 있는 지오메트리를 자동으로 수정한다.2. Structural Mechanics(1) CONTACT과 Bolt Pretension① Thermal Contact기존의 48, 49 Contact 요소를 이용하지 않고 Surface to Surface Contact 요소를 이용하여 해석한다. 접촉면에서의 전도와 대류, 복사문제를 해석하며 마찰에 의한 Heat Generation을 자동으로 구해준다.② Node to Node ContactPure Lagrange 방법을 이용하여 침투량이 없는 정확한 해석을 한다. 178 요소가 추가되었다.③ Bolt PretensionPretension Load가 작용하는 문제를 해석할 때 사용되며, 이전보다 GUI도 더 추가되어 간편하게 해석한다.(2) Material Models① Material Definition GUI : GUI를 통하여 물성을 정의하는 방법의 개선되었다.② Hyperelasticity : 기존의 Mooney-Rivlin외에 Neohookean, Polynomial, Arruda-Boyce, User hyperelasticity가 추가되었다.③ Metal Plasticity : Hill Type의 Anisotropy가 추가되었고 기존의 Viscoplasticity에 Perzyna와 Peirce 방법이 추가되었다.④ User Material : 18x 계열의 요소에 사용자가 정의하는 물성치를 적용할 수 있다.(3) Element Technology ① Beam Enhancements : 188, 189 요소의 기능 향상최적화, 샌드위치 구조, Reinforced Beam 등 여러 기능이 향상되었다.② Mixed U-P Formulations : 182, 183, 185, 186, 187 요소에서 U-P Formulations을 사용하여 Hyperelasticity 해석이 가능하다.③ Pressure Load Stiffness : 비선형에서 Tangent Stiffness Matrix를 만들 때 Pressure Load Stiffness도 추가할 수 있다.④ 20-Noded Layered Solid : Layered 요소의 추가되었다.⑤ Initial Stress : 초기 응력을 받아들이는 기능이 추가되었다.(4) 다이나믹 향상① Non-Proportional Damping이 Modesuperposition Method에서도 가능하다.(Q-R Damped Method 이용)② Block Lonzos Solver 기능이 향상되었다.③ Full Harmonic 해석이 Prestress Effect를 허용한다.(5) ANSYS/LS-DYNA 향상① Elements : 2D Axisymmetric, Plane Stress, Or Plane Strain(2차원 요소가 제공된다. Contact을 포함)② Materials : Mooney-Rivlin, Steinberg, Trans Aniso FLD가 향상되었다.③ Part Inertia : 요소에서 Rigid Body Inertia Properties가 계산된다.④ Loading : 새로운 초기 속도 명령어가 추가되었다.3. HEAT TRANSFER(1) 2-D Radiosity복사 열전달 해석에서 3-D에서 가능했던 Radiosity method가 2-D와 축대칭 요소에서도 가능하게 되었다.(2) Fast Transient Solver과도 열전달 해석에서 [K]를 [K]Solid For Temperature-Dependent Solids, [K]Nl For Highly Nonlinear Elements, [K]Surf For Surface Boundary Conditions의 Sub [K]로 나누어 해석하여 기존보다 22배 정도 빠르게 해석한다.4. CFD Enhancements(1) ALE Formulation유동과 구조문제의 연성해석을 ALE Formulation을 이용하여 기존 방법보다 현저히 기능이 향상되었다.(2) Surface Tension자유표면 문제 해석에 대한 기능이 향상되었다.(3) Radiation in FLOTRAN기존에는 FLOTRAN에서 복사 열전달 해석은 View Factor를 정해야 했지만 이제는 이것이 없이도 해석할 수 있다.(4) Algebraic Solver기존의 PCG 보다 7% 정도 빠르게 해석한다.(5) 연성 해석 기능을 MACRO를 이용하여 간편하게 할 수 있다.5. Electromagnetics EnhancementANSYS의 High-frequency electromagnetic field analysis는 전자장 고주파 해석이 가능하다. 해당된 주파수의 해석 범위는 수백MHz에서 GHz 대역이다. 특히 HF(high Frequency) 를 해석 하기위해 전자장의 파장 시그널이 파장 진행 유도 구조물의 크기에 비례한 입력 전기장에 대한 해석이 가능하다. 일반적으로 사용자가 HF를 이용한 장비를 해석하는 경우, 다음 두 가지 측면에서 고주파수 대역 전자기장 해석을 수행한다. ① 극초음파(Radio Frequency)와 고주파 장비의 파장진행(Electric Field Wave Guide)에 대한 전자기장 문제 ② 입력파의 복사와 산란 현상■ 고주파 전자기장 해석 적용분야· 마이크로웨이브 회로와 장치· 고속 디지털 전자 회로· 안테나· 전자기 인터페이스(EMI)/전자기 호환성(EMC)· 바이오메디컬 애플리케이션ANSYS의 High Frequency 기능은 버전 5.4부터 추가되어 해마다 좋은 기능이 업데이트되고 있다.CAD&Graphics 2001년 2월호

작성일 : 2005-09-28