유동 해석 소프트웨어, Simcenter Flotherm   주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.plm.automation.siemens.com/global/ko ■ 자료 제공 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 02-3016-2000, www.plm.automation.siemens.com/global/ko / 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr    Simcenter Flotherm(심센터 플로섬)은 온도 및 공기 흐름을 시뮬레이션할 수 있는 전자 제품의 열 디지털 트윈을 생성한다. SmartParts(히트싱크, 팬, 인클로저, TEC, PCM 등)와 사용자 정의 가능한 부품 라이브러리 시스템을 사용해 전자 제품에 대한 열 디지털 트윈을 쉽게 만들 수 있다. 더불어 모든 MCAD 시스템에서 나온 지오메트리를 SmartParts로 가져와 효율적으로 변환할 수 있다. ODB++와 같은 표준 EDA 형식 지원 기능으로 열 디지털 트윈을 설계 과정에 존재하는 모든 PCB 레이아웃 도구와 동기화할 수 있다. Simcenter Flotherm의 Instamesh 직교 기반 그리드 시스템은 어느 디지털 트윈에든 즉시 그리고 일관적으로 생성할 수 있으며, 수천 개 파트가 포함된 디지털 트윈도 문제 없다. Instamesh 시스템을 사용하면 열 엔지니어가 그리드 품질 문제 없이 Command Center(내장 파라메트릭 및 최적화 모듈)를 사용해 설계를 탐색할 수 있다. Simcenter T3STER와도 측정을 사용한 자동 교정으로 대개 99% 이상 열 디지털 트윈의 정확도를 유지한다. 1. 주요 기능 (1) 강력한 ECAD 연결성 Simcenter Flotherm의 EDA Bridge 모듈을 이용하여 Mentor의 BoardStation 및 Xpedition 제품군, Cadence Allegro 및 Zuken CR5000에 대한 데이터를 활용할 수 있다. IDF 및 ODB++ 파일 가져오기를 지원하여 Mentor의 PADS 및 기타 EDA 소프트웨어를 지원한다. EDA Bridge 모듈을 사용하면 라이브러리에서 열 모델로 교체할 수 있으며 크기, 파워 그리고 파워 밀도를 바탕으로 필터링할 수 있다. 또한 csv 파일 형태의 파워 리스트를 가져오거나 내보낼 수 있다. HyperLynx PI에서 계산한 파워맵 정보를 가져와서 해석하는데 활용할 수 있다. (2) 빠르고 강력한 메싱 및 솔루션 Simcenter Flotherm의 구조화되지 않은 Cartesian 기반 InstaMesh 기술은 현대 전자제품에서 발견되는 복잡성 수준과 개별 개체 수를 처리할 수 있는 Windows 및 Linux의 멀티 코어 병렬 솔버를 통해 즉각적이고 강력한 메싱을 제공한다. 메시 설정은 객체가 모델 내에서 이동되거나 향후 사용 및 공유를 위해 라이브러리에 추가되는 경우 형상의 해상도를 유지한다. (3) 전자 어셈블리 모델링 Simcenter Flotherm은 광범위한 PCB 모델링 레벨을 제공하여 개발 워크플로에서 데이터를 사용할 수 있게 되면 솔루션 속도와 정확성을 극대화한다. 간단한 블록 모델은 보드 또는 레이아웃의 세부 사항이 명확해지기 전에 초기 설계에서 효과적인 PCB 열전도도를 계산하기 위해 분석 접근 방식을 사용한다. 후기 설계에서 Simcenter Flotherm의 금속 분포 이미지 기반 처리는 기판 전체에 걸쳐 구리 변동의 국부적 효과를 효율적으로 포착한다. (4) 디자인 공간 탐색 및 최적화 Simcenter Flotherm과 함께 제공되는 Command Center 모듈에는 DOE(Design-of-Experiment) 및 RSO(Response Surface Optimization)가 포함되어 있으며, 어떤 입력 매개변수 조합이 구성 요소 온도와 같은 선택된 출력 변수에 가장 큰 영향을 미치는지 식별하는 상관 매트릭스가 있다. Simcenter Flotherm은 HEEDS를 사용한 다 분야 최적화를 위해 HEEDS 포털을 통해 액세스할 수 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

멀티피직스 해석, 안전 시뮬레이션, Simcenter 3D   주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.plm.automation.siemens.com/global/ko ■ 자료 제공 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 02-3016-2000, www.plm.automation.siemens.com/global/ko / 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr / 스페이스솔루션, 02-2027-5930, www.spacesolution.kr   Simcenter 3D는 구조, 음향, 유동, 열, 모션, 전자기장, 재료 및 복합소재 해석을 지원하고, 최적화 및 다중 물리 시뮬레이션을 포함하는 시뮬레이션 솔루션이다.  솔버 및 전/후처리 기능은 시뮬레이션 기반의 통찰력을 시간 내에 얻기 위해 필요한 모든 도구를 제공한다. 또한, 1D/3D를 연동한 시뮬레이션 및 시험/시뮬레이션을 연계한 Hybrid 모델링 기능 덕분에 Simcenter 3D는 이전보다 현실적인 시뮬레이션 성능을 제공할 뿐만 아니라, 데이터 관리 기능을 갖춘 확장 가능한 개방형 CAE 통합 환경이다.  Simcenter 3D는 고성능의 지오메트리 편집, 연상 시뮬레이션 모델링 및 다분야 솔루션을 업계 전문 기술과 통합하여 시뮬레이션 프로세스 속도를 단축한다. Simcenter 3D는 모든 CAD 데이터와 함께 사용할 수 있는 독립형 시뮬레이션 환경을 제공하며, NX와 통합되어 원활한 CAD/CAE 경험을 제공한다. 1. 주요 기능 (1) CAE 전처리(Pre-Processing) 기능 CAD/CAE 단일 사용자 환경에서 설계자부터 전문 해석자까지 사용 가능한 CAE 전/후처리 도구를 제공하고, 높은 수준의 CAD 수정/편집 기능을 이용하여 더욱 효율적이고 빠르게 3D 시뮬레이션 모델을 생성할 수 있다. ■ 설계 검증을 위한 CAE/CAE 통합 사용자 환경지원 ■ 다분야, 다물리 해석을 위한 플랫폼 제공 ■ 동기화 기술로 직관적이고 빠른 CAD 수정 ■ CAD 형상 연계 유한요소 생성 ■ 복잡한 모델을 위한 유한요소 Assembly 구조 지원 ■ Simcenter Nastran 외 3rd Party Solver 지원 ■ 설계 검증 프로세스 구축 및 자동화 가능 (2) 구조 해석 Nastran Solver를 이용하여 정적, 모드, 좌굴 해석 등의 선형 구조 해석을 지원하고, 미소변형 및 거동하는 대형 제품의 구조 해석을 빠르게 수행하는 SMP, DMP 방식의 병렬계산을 지원한다. 기하 비선형, 접촉, 소성, 크립, 초탄성 거동 등 모든 비선형 모델을 지원할 뿐만 아니라, 대부분의 선형 비선형 문제를 순차적으로 수행할 수 있는 Multistep 솔루션을 제공한다.  특히 가스터빈, 펌프 등의 회전 시스템이 작동할 때 회전 RPM/Unbalance/Gyroscope 효과에 의해 공진주파수가 변화하여 진동을 유발하는 형상에 대해 예측하고 개선하는 Rotor Dynamics 솔루션과 3D Printing 형상의 제작 과정에서 열변형 등의 문제를 사전에 예측하여 변형된 보상 형상을 CAM에 내보냄으로써 실제로 출력하고자 하는 형상을 trial-and-error를 최소화하는 Additive Manufacturing 솔루션을 제공한다. (3) 음향 분석 음향 해석은 보다 조용한 제품, 소음 규제 준수, 음장 예측 작업 등 당면 과제를 해결하는 데에 도움이 될 수 있다. Simcenter 3D는 통합 솔루션 내에서 내부 및 외부 음향 해석을 제공하여 초기 설계 단계에서 정보에 기반한 의사 결정을 지원하여, 제품의 음향 성능을 최적화하도록 한다. 확장 가능한 통합 모델링 환경에는 효율적인 솔버와 해석이 용이한 시각화 기능이 통합되어 있어서 제품의 음향 성능을 신속하게 파악할 수 있다. ■ 경계요소법(BEM), 유한요소법(FEM), 기하 음향학(RAY) 기반의 음향해석 지원 ■ AML(Automatically Matched Layer)을 이용한 무한 방사조건 지원 ■ FEM AO(Adaptive Order)를 이용한 계산속도 향상 ■ 다양한 시뮬레이션을 이용한 소음해석 프로세스 → MBD/EM/CFD to NVH (4) NVH & FE-TEST Correlation 시스템 수준의 FE 및 테스트 결합 Hybrid 모델을 만들고 실질적 하중 조건 규명(TPA)과 소음 및 진동 반응을 시뮬레이션 하는데 필요한 도구가 결합되어 있다. 소음 및 진동 성능을 탐색하고 가장 중요한 원인을 정확히 파악하기 위한 여러 가지 시각화 및 해석 도구가 여기에 포함된다. 사용자에게 익숙한 도구를 통해 엔지니어는 설계를 신속하게 수정하고 소음 및 진동 성능의 영향을 몇 분 안에 평가할 수 있다.  Simcenter 3D는 시뮬레이션 모델의 신뢰성을 향상시킬 목적으로 측정된 동특성과 예측 모델 사이의 상관관계를 규명하고, Nastran SOL200 기반의 민감도 해석을 통해 시뮬레이션 모델의 신뢰성 향상 및 모델링 표준화를 지원하는 FE-TEST Correlation을 지원한다. (5) 모션 해석 복사기, 슬라이딩 선루프 또는 윙플랩 같은 복잡한 기계 시스템의 작동 환경을 이해하는 것은 어려울 수 있다. 모션 시뮬레이션은 기계 시스템의 반력, 토크, 속도, 가속도 등을 계산한다. CAD 형상 및 어셈블리 구속조건을 정확한 모션 모델로 즉시 변환하거나 처음부터 직접 모션 모델을 만들 수 있으며, 내장된 모션 솔버와 후처리 기능을 통해 제품의 다양한 거동을 연구할 수 있다. (6) 내구 해석 내구성 엔지니어에게 가장 어려운 작업은 가장 효율적인 방식으로 오류 방지 구성요소와 시스템을 설계하는 작업이라는 데에는 이견이 없다. 피로 강도가 충분하지 않은 시스템 부품은 영구적인 구조적 손상과 생명에 위협이 될 수 있는 상황을 초래할 수 있다. 실수는 제품 리콜을 초래해 제품뿐만 아니라 전체 브랜드 이미지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.  개발 사이클이 짧아지고 품질 요구사항이 계속 증가하면서 테스트 기반 내구성 방식은 그 한계를 드러내고 있다. 시뮬레이션 방법으로 내구성 성능을 평가하고 향상시키는 것이 유일하게 유효한 대안이다. Simcenter는 실제 하중 조건을 빠르고 정확하게 고려해 피로 수명 예측 해석을 수행할 수 있는 최첨단 해석 방법에 대한 액세스를 제공한다. (7) 열해석 Simcenter 3D Thermal은 열 전달 솔루션을 제공하고 복잡한 제품 및 대형 어셈블리에 대한 전도, 대류 및 복사 현상을 시뮬레이션할 수 있는 기본 기능 뿐만 아니라 정교한 복사 분석, 고급 광학 특성, 복사 및 전기가열 모델, 1차원 유압 네트워크 모델링 및 위상 변화, 탄화(Charring) 및 삭마(Ablation)와 같은 고급 재료모델을 위한 광범위한 방법을 제공한다. 사용자는 Simcenter 3D 통합 환경을 활용하여 신속한 설계변경 및 열 성능에 대한 신속한 피드백을 얻을 수 있고, 설계 및 엔지니어링 프로세스와 쉽게 통합되는 Simcenter 3D 열 해석 솔루션은 설계자와 해석자의 공동작업을 용이하게 하여 제품 개발의 생산성 향상을 지원한다. ■ 분리, 불일치 요소면, 형상의 자동 연결 ■ 모델링 자동화를 위한 유저 서브루틴, 유저 플러그인, 수식 및 API를 지원 ■ 통합된 환경에서 복합 열전달, 열-유동, 열-구조 등 연성해석 수행 가능 ■ ECAD와 연계로 반복작업과 모델링 에러 개선 (8) 유동해석 Simcenter 3D Flow는 복잡한 부품 및 어셈블리의 유체 유동을 모델링하고 시뮬레이션하기 위한 정교한 도구를 제공하는 CFD 솔루션이다. 잘 확립된 Control-Volume 공식의 성능과 정확성을 Cell-Vertex 공식과 결합하여 Navier-Stokes 방정식으로 설명된 유체 운동을 이산화하고 효율적으로 해결한다. 압축성(Compressible) 유체 및 고속(High Speed) 유동, non-Newtonian 유체, 무거운 입자추적(tracking of heavy Particles) 및 다중회전 기준 프레임(multiple rotating frames of reference)을 포함하는 내부 또는 외부 유체의 유동 시뮬레이션을 지원한다. ■ 단일 환경에서 Multi-Physics 시뮬레이션 기능 지원, 열-구조-유동 연성해석 ■ ECAD와 연동하여 전자장치의 냉각을 위한 최적화된 열-유동 해석 도구를 제공 (9) Material Engineering 오늘날 다양한 분야에서 첨단 소재를 사용함으로써 제품을 혁신하고 있으며, 이러한 이유로 새로운 소재들이 시장에 빠른 속도로 도입되고 있다. 첨단 소재를 제품에 적용할 때 균열은 매우 중요한 고려 사항이지만, 첨단 소재의 마이크로(micro) 및 메조(meso) 균열은 기존의 유한 요소법으로 모델링 및 해석하기가 어렵다.  하지만 Simcenter 3D는 완전한 대표 체적요소(RVE : Representative Volume Element) 분리, 소재 내부의 균열 또는 응집 영역(cohesive zones) 등 마이크로 레벨의 재료 특성을 고려할 수 있으며, 이를 통해 매크로(macro) 구조 모델과 마이크로 구조 모델이 전체 격자가 분리된 상태에서 균열이 소재를 통해 전파되는 현상을 해석할 수 있다.  (10) 저주파 전자기장 해석 Simcenter 3D LFEM은 모터, 변압기, 스피커 등의 전기기기에 대한 성능, 열에 의한 에너지 손실과 같은 전자기적 특성을 예측하는 솔루션을 제공한다. 3D CAD 모델로부터 전자기장 해석 모델을 구축하여 정교한 자성 재료 정의하고 속성, 경계 조건 및 통합 1D 회로 모델링 도구를 사용하는 부하를 정의할 수 있으며, 결과의 정교한 후처리를 수행하는 전자기장 해석 전과정을 지원한다. ■ 전자기장 해석에 필요한 고급 재료물성 지원 ■ 6자유도 운동을 고려한 전자기장 해석 ■ 해석 시간을 절감하는 고급 격자생성 기능 및 경계조건 지원(Smart Meshing & BC) ■ 전자기-열 연성해석 ■ 전자기장 해석결과로부터 열/유동/소음진동 해석을 진행하는 프로세스 제공 (11) 고주파 전자기장 해석 Simcenter 3D HFEM은 항공우주 산업의 전자기 호환성(EMC) 관련 인증의 핵심 주제인 번개(IEL) 및 고강도 복사장(HIRF)의 간접 효과를 검증하는 시뮬레이션을 지원한다. 또한 자동차 산업에서 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 및 센서뿐만 아니라 EV 파워 트레인의 EMC 및 전자기 간섭(EMI) 성능을 검증하고 개선하는 고주파 시뮬레이션을 지원한다. Simcenter 3D에 탑재된 Simcenter 고주파수 EM 솔버는 Maxwell의 전자기 방정식을 풀기 위한 적분방(MoM 및 MLFMA)을 기반으로 하는 전파 솔버를 지원한다. 또한 UTD 및 IPO를 기반으로 점근법(asymptotic methods)을 사용할 수 있고, 2.5D 및 전체 3D 필드 문제를 효율적으로 해결하기 위해 다양한 솔버가 통합되었다. 솔버 가속 옵션(MLFMA, DDM, 다중 경계 조건 MoM기반 알고리즘)이 내장되어 대규모 시스템의 계산 시간을 단축한다. (12) 안전 시뮬레이션  Simcenter 3D Safety(Madymo)는 자동차 안전 시뮬레이션에 광범위하게 사용되고 있으며, 엔지니어가 고급 통합 안전 시스템을 생성하는 데에 필요한 기능을 제공한다. Simcenter 3D Safety는 탑승자 및 보행자 안전 개발을 위한 전용 사용자 환경을 제공하며, 빠르고 정확한 솔버는 광범위한 DOE 및 최적화 연구를 가능하게 한다.  Simcenter 3D Safety는 다물체 동역학(MBD), 유한요소(FE) 및 전산유체역학(CFD) 기술을 단일 솔버에 통합하여, 엔지니어에게 정확성과 속도 간의 적절한 균형을 유지하면서 안전 시스템을 모델링할 수 있는 유연성을 제공한다. 또한 활성 인체 모델은 모든 뼈, 근육 및 연부조직 재료로 인체를 모델링할 수 있어, 충돌 안전 시뮬레이션 시 차량 탑승자 및 보행자의 골격, 근육, 관절 등의 상세 상해정도 분석 및 평가를 지원한다. (13) 타이어 시뮬레이션 Simcenter 3D Tire는 차량의 동적 시뮬레이션을 위해 타이어의 거동을 모델링하는 플랫폼과 서비스를 제공한다. Simcenter 3D Tire를 통해 차량 제조 업체와 공급 업체는 실질적인 타이어 특성을 고려할 수 있고, 모든 동역학 시뮬레이션 툴 및 연산 시스템과 연동될 수 있는 타이어 모델을 변수화 및 표준화하기 위해 필요한 타이어 테스트를 최소화할 수 있다.  MF-Tyre는 모든 주요 차량 동적 시뮬레이션 툴에서 사용할 수 있는 Pacejka Magic Formula 기반 타이어 모델이다. MF-Swift는 승차감, 도로 하중 및 진동 분석을 위한 MF-Tyre의 확장 모듈이다. MF-Swift는 MF-Tyre 기능에 일반적인 3D 장애물 포위(obstacle enveloping) 및 타이어 벨트 동역학을 추가 지원한다. 이러한 접근 방식을 통해 모든 관련 차량 동적 시뮬레이션을 수행할 수 있는 올인원(all-in-one) 타이어 모델의 생성을 지원한다.      좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

클라우드 플랫폼, ScaleX   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 및 자료 제공 : Rescale, 070-4735-8118, www.rescale.com/kr 1. Rescale 플랫폼 Rescale(리스케일)의 ScaleX(스케일엑스) 플랫폼은 Public 클라우드를 기반으로 CAE를 위하여 필요한 다양한 소프트웨어 및 하드웨어, 관리 시스템을 포함하는 플랫폼이다. 사용자들은 Rescale 플랫폼에서 AWS, Azure, GCP 등 다양한 클라우드 업체의 연산 자원들을 활용하여 각 워크로드별로 최적의 하드웨어 유형을 선택할 수 있어 시뮬레이션 소요 시간을 단축하고, 기존 On-premise에서 연산 자원의 한계로 수행하기 어려웠던 대규모 시뮬레이션을 진행할 수 있다. 아울러 Rescale ScaleX 플랫폼은 HPC 운용에 필요한 모든 항목들을 단일 플랫폼에서 제공하므로 이를 통하여 IT 자원 관리의 효율성을 향상할 수 있으며, HPC 클라우드 환경을 제공하는 것뿐만 아니라 On-premise와의 하이브리드 구성 등 기업이 보유하고 있는 기존 자원을 최대로 활용하면서 HPC 클라우드의 장점을 최대로 누릴 수 있도록 지원하고 있다. Rescale 플랫폼의 특징을 요약하면 다음과 같다. (1) 600개 이상의 어플리케이션(소프트웨어) 분류 주요 소프트웨어 Commercial Fluent, CFX, STAR-CCM+, ABAQUS, LS-DYNA, HyperWorks, MATLAB, Nastran, HFSS, CST, PowerFlow, MoldFlow, etc. Open-Source OpenFOAM, SU2, GROMACS, LAMMPS, CalculiX, Code_Aster, etc. Container Singularity Bring Your Own In-House code using MPICH, Intel MPI, Open MPI, Platform MPI Others FireFox, VS Code, PyCharm, Anaconda, BeeGFS, Intel Parallel Studio (2) 100개 이상의 코어타입(하드웨어 유형) 분류 설명 및 주요 용도 General Purpose 일반적인 사양의 유형으로 다양한 작업에 대응 가능 High Interconnect 노드간 데이터 전송속도가 빠른 유형(500코어 이상 필요한 작업) High Memory 대용량 메모리로 구성된 유형(코어당 16GB, 노드당 256GB 이상) High Clock-speed CPU 주파수가 높은 유형(적은 수라도 빠른 CPU가 필요한 작업) High Disk 대용량 스토리지로 구성된 유형(결과의 크기가 수 TB 이상인 작업) GPU GPU로 구성된 유형(머신러닝/딥러닝, GPGPU 활용 작업) (3) 관리자 포털 ■ 효율적인 플랫폼 사용을 위한 성능, 비용, 보안 대시보드 제공 ■ 팀, 프로젝트별 예산, 사용 가능 어플리케이션 및 코어타입 설정 등 개별적으로 플랫폼 최적화를 위한 설정 기능 제공 2. Rescale 플랫폼에서의 시뮬레이션 앞서 소개한 내용과 같이 Rescale 플랫폼은 HPC에서 필요한 모든 항목들이 단일 플랫폼에 구축되어 있으며 사용자의 업무 환경, 특성에 맞추어 최적화할 수 있도록 다양한 작업 유형 및 관련 기능들을 제공하며 이를 요약하면 다음과 같다. 사용자가 작업을 실행할 수 있는 방법은 총 3가지이며 각각의 특징은 다음과 같다. ■ Rescale WebUI : 가장 일반적으로 사용하는 방법으로 웹 페이지에 접속하여 입력 파일을 업로드하고, 사용할 소프트웨어 및 하드웨어 설정을 완료한 후 작업 실행 ■ Rescale CLI : 작업 실행에 필요한 항목들을 Rescale에서 프로그램으로 제작한 것으로 사용자는 이를 활용하여 WebUI에 접속하지 않고 간단한 명령어를 통하여 작업 실행 ■ Rescale API : CLI에서 수행하기 어려운 복잡한 절차의 시뮬레이션의 경우 사용자가 Python 혹은 CURL을 활용하여 스크립트로 구성하여 WebUI에 접속하지 않고 작업 실행 Rescale 플랫폼에서 제공하는 작업 유형은 총 4가지이며 각각의 특징은 다음과 같다. ■ Basic : Rescale 플랫폼에서 가장 많이 사용되는 유형으로 일반적으로 말하는 Batch 작업과 동일하게 하나의 작업을 생성해서 한 개의 시뮬레이션만 수행하거나, 순차적으로 여러 개의 시뮬레이션을 수행 가능 ■ End-To-End Desktop : 리눅스 기반의 GUI 환경을 제공하는 유형으로 시뮬레이션 진행 도중 수렴 데이터를 확인하며 필요시 진행 중인 작업을 중지하고 해석 파라미터를 변경하여 재시작하는 등 Interactive하게 시뮬레이션을 수행 가능 ■ Optimization : 파라미터 최적화 시 사용되는 유형으로 Isight, LS-OPT, 그리고 자체 개발한 Python 최적화 코드를 활용할 수 있으며, Basic 유형에서 사용 가능한 모든 시뮬레이션 소프트웨어를 Optimization 유형에서도 사용 가능 ■ DOE : 시뮬레이션을 활용한 실험계획법 수행 시 사용되는 유형으로 변수를 생성하는 방법과 그에 따른 변화를 반영하는 결과 값을 지정하고 각 케이스를 동시에 여러 개의 클러스터로 계산하여 각 인자의 영향도를 분석 가능 ■ Optimization vs DOE - Optimization은 목적 함수를 만족할 때까지 지정한 파라미터를 조정하면서 반복적으로 하나의 클러스터를 활용하여 계산을 수행 - DOE는 지정한 총 케이스들을 계산을 완료할 때까지 각 변수의 조합들을 여러 개의 클러스터를 활용하여 동시에 계산을 수행 - 예를 들어, Optimization에서 Emerald 코어 타입을 3 노드로 지정하여 클러스터를 생성하면 1개의 시뮬레이션 케이스가 108개의 코어로 계산되며, DOE에서 Emerald 코어 타입을 3 슬롯, 1 노드로 지정하여 클러스터를 생성하면 동시에 3개의 시뮬레이션 케이스가 각각 36코어로 계산됨 Rescale 플랫폼에서는 계산을 위한 작업 유형 외에도 시뮬레이션 모델의 전처리 및 후처리를 수행할 수 있는 Virtual Desktop 또한 제공하며 그 특징은 다음과 같다. ■ OS 유형은 윈도우 및 리눅스 모두를 지원하며, GPU 및 대용량 메모리로 구성된 코어 타입들을 기반으로 활용 가능 ■ 기존에 완료된 시뮬레이션 결과를 가져오거나, 가상 데스크탑 내에서 작업한 내용을 이후 계산 작업에서 사용할 수 있도록 내보내기 가능 ■ 특히, 연구소 내 인터넷 회선의 속도가 느리거나 계산된 시뮬레이션 결과 파일의 크기가 매우 클 경우(1TB 이상) Virtual Desktop 활용을 추천 ■ Virtual Desktop vs End-To-End Desktop - Virtual Desktop의 경우 시뮬레이션 데이터의 전처리 및 후처리가 주요 목적이므로 정해진 설정 값 외에 코어 수를 변경하거나 여러 개의 노드를 사용하는 것은 불가능 - End-To-End Desktop의 경우 계산이 주요 목적이며 필요 시 사용자가 interactive하게 작업을 할 수 있도록 GUI를 추가로 제공해주는 것이므로 사용자가 자유롭게 코어 수 혹은 노드 수를 조정하는 것이 가능 - 다만 시뮬레이션 모델의 검증 및 계산 부하가 적은 시뮬레이션의 경우 Virtual Desktop에서 모델 구성 후 이어서 시뮬레이션까지 진행하는 것이 효율적임 3. Rescale 플랫폼을 활용 Tip(Basic 작업 유형) ■ 기본적으로 사용 가능한 애플리케이션 실행 명령어 외에도 필요한 명령어를 추가하거나, 시뮬레이션에 사용하는 코어 수를 직접 지정하는 것이 가능하다. - 자동으로 생성되는 환경 변수로 계산에 사용할 코어 수를 지정하거나, 해당 파라미터에 직접 숫자를 입력 가능(-np 이후 항목 참조) - 애플리케이션 실행 명령어를 여러 줄로 입력하여 하나의 입력 파일에 대하여 코어 수에 따른 성능 평가를 수행하거나, 여러 개의 입력 파일을 업로드한 후 순차적으로 시뮬레이션 수행 가능 ■ ANSYS HPC Pack과 같이 코어 수에 따라서 Pack 사용량이 달라지는 경우 라이선스의 효율적인 사용을 위하여 생성한 클러스터의 모든 코어를 활용하는 것이 아닌 라이선스의 제약에 맞추도록 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어, HPC Pack을 4개 가지고 있는 경우 Emerald 3 노드(144 코어)로 클러스터를 생성하여 시뮬레이션을 실행할 경우 12코어를 더 쓰기 위해서 Pack 1개가 추가로 사용되나, Pack이 1개 증가 시 활용 가능한 코어 수가 4배가 되는 것을 고려하면 불필요한 낭비가 되므로 하드웨어 자원을 일부 활용하지 않더라도 코어 수를 작게 지정하는 것이 필요하다. - $RESCALE_CORES_PER_SLOT을 사용하면 자동으로 활용 가능한 모든 코어 수를 시스템 변수에서 확인 후 시뮬레이션 시 사용 - 숫자를 지정하여 입력하면 해당 코어 수만큼만 시뮬레이션 시 사용 ■ Live Tailing은 시뮬레이션 진행 상황을 실시간으로 확인할 수 있는 탭으로 다음과 같은 기능이 있다. - 시뮬레이션 결과로 생성되는 텍스트 파일들(log, message, out 등)의 실시간 모니터링 - 시뮬레이션 결과로 생성되는 그림 파일들(jpg, png 등)의 확인 - 시뮬레이션 진행 도중 좌측의 Snapshot 버튼을 활용하여 현재까지 생성된 결과를 압축하여 저장한 후 Files 페이지에서 해당 파일을 다운로드 가능 ■ In-Browser terminal은 시뮬레이션이 시작되면 Live Tailing과 함께 자동으로 활성화되는 기능으로 계산이 진행 중인 노드에 원격으로 접속하여 특정 파일의 모니터링, 중간 결과의 압축 등의 작업을 수행 가능하다. - 2개 이상의 소프트웨어를 활용하여 Coupling 시뮬레이션 수행이 필요할 경우 소프트웨어 선택 창에서 필요한 소프트웨어들을 모두 선택하면 클러스터 생성 시 모두 로드되어 동시에 사용 가능 4. Rescale 플랫폼 활용 Tip(코어타입 설정) 앞서 플랫폼 소개의 내용과 같이 Rescale 플랫폼에서는 워크로드 특성에 맞추어 필요한 연산 성능을 제공할 수 있도록 다양한 코어타입들이 있으므로 사용자는 어플리케이션 및 시뮬레이션 모델의 크기에 따라 적절한 코어타입을 선택하는 것이 필요하다. STAR-CCM+의 공식 Benchmark 모델인 LeMans 104M Cells 모델로 테스트한 결과를 예시로 코어타입 설정에 대하여 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 모델의 크기가 커질수록 계산 시 더 많은 코어 수의 활용이 불가피한데, 코어 수(노드 수)가 증가함에 따라 계산 노드간 데이터 전송이 많아져 전체 시뮬레이션 성능이 저하될 수 있어 이에 따른 영향도를 최소화하기 위하여 노드간 네트워크 속도가 빠른(100 Gbps 이상) 코어타입의 선택이 필요하다. 위 그림에서의 결과와 같이 Interconnect가 10 Gbps인 Ferrite와 Onyx같은 경우 약 400 코어 부근부터 코어 수 증가 대비 시뮬레이션 속도 향상의 폭이 크게 저하되는 것에 비하여 상대적으로 Interconnect가 빠른 Emerald, Luna(25 Gbps) 그리고 Carbon(100 Gbps)의 경우 더 많은 코어 수에서도 코어 수가 증가함에 따라 시뮬레이션 속도 또한 거의 일정한 비율로 증가하게 된다. Ferrite와 Carbon의 CPU는 Intel Xeon Platinum 8268(Skylake)2.7GHz CPU로 동일하나 Interconnect의 차이로 전체적인 계산 성능에서 차이가 나타난다. 위의 경우와 같이 Rescale의 코어타입들은 같은 CPU를 사용하는 경우에도 가상머신의 구성에 따라 노드당 코어 수, 메모리 용량, 저장장치 용량, 노드간 네트워크 속도 등이 다르므로 실제 시뮬레이션 업무에서 사용하는 모델을 활용하여 코어타입별로 성능 평가가 또한 필요한데 소프트웨어, 시뮬레이션 워크로드마다 병렬 처리 효율이 달라지기 때문이다. 추가적으로 시뮬레이션에 사용할 코어 수를 설정할 때 병렬 처리 효율과 클라우드의 과금 체계를 동시에 고려하는 것이 필요한데 가상의 시나리오를 예시로 설명하면 다음과 같다. ■ 코어 수의 증가에 따른 시뮬레이션 계산 속도 향상의 폭이 1:1에 가까울 경우 2배의 코어 수로 계산하면 시뮬레이션은 2배 빠르게 완료되나 비용을 차이가 없음 ■ 실제로는 Interconnect 속도가 200 Gbps 정도로 높더라도 코어 수(노드 수) 증가 시 1:1로 계산 속도가 향상되지 않으므로 비용 대비 성능이 가장 잘 나오는 값을 찾는 것이 필요 Rescale에서는 사용자들이 On-premise 환경에서 HPC 클라우드 환경으로 변화 시 Soft landing을 위하여 성능 평가 결과에 기반한 코어타입 추천, 시뮬레이션 워크플로우 효율성 향상을 위한 API 자동화, 기존 On-premise와의 하이브리드 구축 등 다양한 방법에 대한 가이드를 드리고 있으므로 도움이 필요하시면 info.korea@rescale.com으로 문의하기 바란다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

최적화 소프트웨어, ODYSSEE   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : CADLM, www.cadlm.org ■ 자료 제공 : 한국엠에스씨소프트웨어, 031-719-4466, www.mscsoftware.com/kr  한국시뮬레이션기술, 031-903-2061, www.kostech.co.kr   ODYSSEE(Optimal Decision Support System for Engineering and Expertise)는 기존 실험 또는 시뮬레이션 결과를 사용하여 기존 실험계획법을 기반으로 새로운 반응을 실시간으로 예측한다.  Machine learning, Optimization and robustness, Reduced Order Modelling(ROM) 엔진을 사용하는 Lunar, Nova, Quasar의 3가지 모듈로 구성되어 있다. ODYSSEE 엔진을 사용한 학습을 통하여 매우 정확한 근사 모델을 제공하여 계산에 소모되는 많은 비용에 대한 문제를 해결한다.    1. 주요 기능 ■ 과거 경험 또는 시뮬레이션을 사용하여 기존 실험계획법(DOE)을 기반으로 새로운 반응을 실시간으로 예측 ■ DOE를 생성 또는 개선 가능 ■ 반복적인 시뮬레이션(많은 소요시간)을 ROM로 대체 가능 ■ 모든 결과에 솔루션, 풀 타임 히스토리를 제공하고 기존 FE 애니메이션을 기반으로 최적화 예측 모델의 애니메이션 재구성     ODYSSEE는 사용자가 다음과 같은 목적에 도달하도록 돕는다. ■ 설계 시간 단축에 기여하는 실시간 시뮬레이션 및 최적화 ■ 분석 시간과 계산 노력의 비용과 지연을 줄인다. ■ 지구 보호가 최우선인 시대에는 시뮬레이션 수행 및 데이터 저장 지연 측면에서 시뮬레이션 횟수를 최소화하고 효율적으로 활용하는 것이 중요하다.  ODYSSEE를 사용하면 고객은 몇 가지 시뮬레이션의 DOE를 사용하여 실시간(솔버 독립적)에 기반한 모든 시뮬레이션을 예측할 수 있다. (1) Computing ODYSSEE는 계산에 사용되는 CPU의 유효 개수를 줄이고, 소형 노트북에서도 실행할 수 있는 실시간 등가물로 모델을 대체함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. (2) Optimization 기존의 방법인 선정된 변수의 모든 조합을 계산하는 대신, Machine learning을 사용하게 되면 많은 계산이 필요하지 않다. ODYSSEE를 통한 총 계산의 수는 1~1000 또는 그 이상일 수 있지만, ODYSSEE의 강력한 최적화 방법은 수천 번의 계산을 몇 초 또는 몇 분 만에 수행할 수 있다. (3) Time ODYSSEE 기술은 real-time computing을 기반으로 한다. 따라서 매개변수 연구와 최적화를 위한 계산 시간이 거의 필요하지 않으며, 문제 해결의 가장 중요한 부분을 찾기 위한 데이터의 분석을 수행하게 된다. 분석을 통해 실시간으로 최적화 결과를 확인할 수 있으며, 변수 영향도와 최적화 결과를 ODYSSEE를 통해 생성하여 수행 결과를 간단히 출력해볼 수 있다.      좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : AVL, www.avl.com ■ 자료 제공 : 한국AVL, 02-580-5800, www.avl.com Model.CONNECT는 Model Integration 및 Co-simulation이 가능한 오픈 통합 시뮬레이션 플랫폼이다. 1. 주요 특징 Model.CONNECT는 모델 통합 및 이종 툴 간의 연동 해석을 지원한다. 2. 주요 기능 ■ ADAS 기능에 대한 시나리오 기반 최적화 ■ RDE와 주행성능에 대한 ECU 캘리브레이션 ■ 전기차와 하이브리드 차의 열관리 검증   3. 도입 효과 ■ 다분야 및 다른 환경(가상-실제)의 툴 들의 통합 해석 ■ 모델 기반 개발 접근법을 통해 전체 개발 프로세스 상의 비용 절감과 개발 효율 증대 ■ 광범위한 파워트레인/차량 애플리케이션에 적용 가능   4. 주요 고객 사이트 현대자동차 등에서 Model.CONNECT를 사용하고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 및 자료 제공 : DEP, 02-3446-9220, www.depusa.com   DEP의 MeshWorks(메시웍스) 소프트웨어는 국내 뿐 아니라 지엠, 포드, 크라이슬러와 캐터필러, 유럽의 마세라티, 메르세데스, 르노, 푸조, 일본 토요타, 혼다, 이스즈, 아이신, 인도의 타타, 마힌드라, 중국의 베이징자동차, 창안포드등 글로벌 OEM에서 사용되고 있다. 다중 최적화를 통한 기존 차량의 중량 절감 뿐 아니라 신규 차종의 개발 단계를 혁신적으로 단축함으로써 비용과 시간에서 많은 효과를 입증하고 있다. MeshWorks에는 4개의 코어 모델러, 즉 Parametric, Integrated, Automated 및 Associative modeler가 있으며, 그 특징은 다음과 같다. ■ Parametric modeler : 메시웍스에서 생성된 CAE 모델에서 파라미터 모델을 별도의 공정 없이 DEP의 특허 기술인 feature 인식 기술과 사용자 템플릿을 조합하여 파라미터 자동 생성이 가능하다. 이를 통해 추가적 모델링 부분에 대한 공수 절감이 가능하다. ■ Integrated modeler : 하나의 캐드 모델로 충돌, 내구, NVH 등 성능별 해석 모델을 동시에 생성 가능하며, 모든 해석 속성은 동시에 자동 업데이트되어 통합 모델 이용 시 해석공수 절감 및 다중 최적화에 응용에 용이하다.  ■ Automated modeler : 비전문 프로그래머도 반복적인 CAE 프로세스를 손쉽게 자동화할 수 있는 툴로서, 모델과 독립적으로 GUI를 이용하여 전체 워크플로에 통합시킬 수 있다. ■ Associative modeler : CAD와 CAE 데이터간의 긴밀한 결합성을 양방향으로 보장한다.  도면 업데이트 시 접촉, 하중, 경계조건 등 해석조건이 업데이트되고, 마찬가지로 메시가 모핑되면 CAD도 따라서 업데이트된다.   이러한 코어 모델러를 기반으로, MeshWorks는 그림과 같이 다양한 기능으로 구성되어 있으며, 이는 제품개발 주기 단축 및 표준 템플릿 활용으로 균일한 해석결과를 도출할 수 있게 한다.   1. 모핑 & 파라메터라이제이션 MeshWorks의 모핑 & 파라메터라이제이션 기능은 기존 FE/CFD 모델을 신규 형상에 맞게 신속하게 변형할 수 있는 Crtl Block 모핑, Freefrom 모핑, Curve based 모핑 등 여러 모핑 기법을 지원한다. 또한 파라미터 기능 및 auto DOE 기능을 활용하여 다중 최적화를 효과적으로 수행할 수 있다.   2. ConceptWorks ConceptWorks는 도면부재 시 개념설계 초기 단계에 신속한 신규 멤버 생성 및 기존 멤버 변경을 위한 기능을 추가하여, 세단에서 SUV 개조 혹은 엔진 차량을 친환경차로 개조하는 데에 유용하게 쓰인다.                       3. 모델 어셈블리                      모델 어셈블리 기능은 오토 점용접, SEAM 용접, 접착제 접착과 볼트 생성을 지원하며 특정 부품의 교체도 간편하게 수행할수 있다. 이 경우, 접촉과 리지드 정보는 자동적으로 업데이트될 뿐 아니라 솔버 데크도 변환된다.  4. Tetra/Hex 메시 또다른 메시웍스의 특장점은 고도로 자동화된 Tetra/Hex 메시 기능이다. 테트라 메시는 자동화된 템플릿 기반으로 고품질의 메시를 생성할 수 있으며 필렛, 튜브등 여러 요소들을 인식할 수 있고, 요소 제거 기능도 있다. Auto-Hexa 메시를 사용하면 한번의 버튼 조작으로 복잡한 형상의 고품질 Hexa 메시가 가능하며 시트폼, 범퍼폼, 캘리퍼 등에 쓰인다. Extrude Hexa는 주로 로터, 하우징 등에 사용된다. 5. CAD Morphing DEP의 특허 기술로 개발된 CAD 모핑은 캐드 데이터 모핑을 수행하는 기능이다. 완성차와 서브시스템에 적용할 경우 모핑된 캐드 모델은 높은 정밀도를 유지하며, 신속한 도면변경이 가능하다.  CAD 모핑 활용이 유용한 주요 3가지 경우는 아래와 같다.  ■ 개념설계에 신규 스타일링 데이터를 타깃으로 도면 모핑 가능 ■ 기존 도면에 신규 단면 정보를 반영하여 신규 도면 자동 업데이트 가능 ■ 기존 도면에 최적화 해석 결과를 반영한 도면 업데이트 가능   6. 디자인 어드바이저 디자인 어드바이저는 머신러닝과 AI 기술이 접목된 새로운 기능으로, 사용자가 형상 변경과 파라미터라이제이션을 진행하면서 해석 특성과 성능을 직관적으로 확인할 수 있도록 즉각적으로 변형값을 계산해서 화면에 표시한다.  BIW의 개념설계 단계에서 효용성이 매우 크며, 3D 캐드와 mid-mesh를 포함, 캐드-메시 비교를 통해서 기존 메시를 최대한 재사용할 수 있다.  메시웍스는 다양한 캐드, 해석 및 최적화 소프트웨어와 연계되어 글로벌 자동차 OEM과 중장비 업체에서 제품 품질 개선, 중량 절감, 신제품 개발 등 다양한 목적으로 사용되고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : QustomApps, www.qustomapps.com ■ 자료 제공 : 브이이엔지, 031-718-8501, www.veng.co.kr   WoundSIM(와운드심)은 COPV(Composite Overwrapped Pressure Vessels)의 설계를 검토하고 최적화하기 위한 차세대 개발 툴이다. 제공되는 GUI를 통하여 즉각적으로 복합재 적층 상태를 복합재 층별 두께를 정의한 테이블 형태로 보여준다. 두께 방향의 적층 과정이 연속적으로 바뀌는 각도를 고려하여 자동적으로 계산된다. 그리고 COPV 각 부분에 적용될 물성이 자동적으로 계산된다. 통합된 해석 솔버 변환기를 통하여 COPV의 열적 거동 및 구조적인 안정성을 평가할 수 있도록 바로 해석을 실행할 수 있는 입력 자료를 생성할 수 있다.   1. 주요 기능 ■ 생산된 COPV 지오메트리에 일치시키기 위한 강화된 두께 방향의 적층 ■ 다양한 설계 파라메터를 통한 각 레이어 형상 변화 반영 ■ 종합적이고 단독 사용이 가능한 사용자 인터페이스를 통하여 누구나 쉽게 적용가능 ■ 빠른 GUI 반응(30레이어를 1초 안에) ■ 스마트한 레이어별 렌더링을 통한 손쉬운 레이어의 선택과 표시  ■ 빠르고 전자동화된 COPV FE 모델 생성과 후 처리  ■ Abaqus와 완벽한 통합 ■ Abaqus WCM 모델과 호환성 보장 ■ 파라메트릭 최적설계를 위한 Isight 연계 ■ 써드파티 winding 소프트웨어와의 연계를 위한 XML API 제공 ■ COPV 중량 최적화를 위한 파라메트릭 최적설계 등   2. 주요 특징 (1) Composite Materials 마이크로-메케니컬 모듈이 WoundSIM에 포함되어 있어서 Fiber와 Matrix 물성으로부터 복합재 각 층별 물성을 생성할 수 있다. 파단 응력 및 파단 변형률 파라미터는 Tsai-Hill, Tsai-Wu 등 많이 사용되는 파단 이론을 적용하여 COPV 구성 재료들의 파단 상태를 예측하기 위하여 유한 요소 해석에 포함할 수 있다.  (2) WoundSIM – Abaqus 인터페이스 WoundSIM-Abaqus 인터페이스는 빠르고 쉽게 COPV 거동 평가를 할 수 있도록 Contour 생성 및 패스 지정에 따른 결과값 추출을 할 수 있다. WoundSIM은 컴파일된 user subroutine 라이브러리를 포함하고 있으며 이를 통하여 모든 복합재와 관련된 결과값을 추출하여 해석 후에 분석할 수 있다. 결과 값으로는 winding 각도, Fiber 및 Matrix 응력과 변형률, 데미지 파라미터 등 다수가 있다. User subroutine은 Fortran 컴파일러가 별도로 필요 없이 실행된다.   (3) 고급 기능 ■ 파라미터를 이용한 COPV 모델링 ■ 실험계획법(DOE) ■ 모델링과 시험 결과의 비교 기능 등   3. 도입 효과 (1) WoundSIM to 유한 요소 해석 ■ COPV 레이어 형상과 강화된 유한 요소 생성 ■ 물성 데이터의 변환 ■ 다른 COPV 콤포넌트들과 자동 어셈블리 ■ 하중 및 경계조건 적용  ■ 2D, 3D, 쉘, 솔리드 요소 생성 ■ Abaqus/CAE GUI를 통한 수정 작업 가능   (2) 가능한 해석 종류 생성된 FE 모델은 COPV 설계를 위한 필요한 다양한 하중 조건을 적용한 해석이 가능하다.  ■ 정적 및 동적 Burst Pressure 해석 ■ 열 전달 해석 ■ 열-구조 연계 해석 ■ 충돌 및 낙하 해석  ■ 사이클릭 및 피로 평가 해석 등     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  주요 CAE 소프트웨어 소개     ■ 개발 : C3P Software, www.cast-designer.com ■ 자료 제공 : 캣솔루션, 02-1688-4374, www.catsolutions.co.kr Cast-Designer Weld(캐스트 디자이너 웰드)는 웰드/용접 산업에 특화된 소프트웨어이다. 웰드/용접 정밀 해석 뿐만 아니라 3D 웰드 비드 설계 기술과 웰드 공정의 설계, 제품 접합의 소재 분석 기능까지 탑재하고 있으며, 아크용접(TIG/MIG/MAG 등), OSLW, YAG, SPOT 등 모든 용접 공정에 대응한다.  1. 주요 기능 (1) 웰드 설계  1) Weld 계산기 ■ 용접성 : 재료간의 용접 능력을 분석하여 용접 프로세스를 검증 ■ 냉각시간, 예열온도, 용접재료의 수량 ■ 위상 변화 밸런스 ■ HAZ 경도, 인장 강도   2) 스마트 웰드 최적화 CO2 연속 웨이브 레이저 용접, Nd: YAG 레이저 용접 및 비소모성 아크 용접 공정을 위한 최적의 용접 분석을 지원한다. ■ 웰드 주위의 온도 ■ 웰드 크기(폭, 깊이, 단면 등) ■ 공정 파라미터 ■ 금속 두께의 영향   (2) 웰드/용접 해석 ■ 열, 금속 충전, 응고 및 냉각 공정의 물리적 현상과 기계적 거동을 시뮬레이션 ■ 열, 유동, 응력 및 미세 구조 솔버가 완전히 연동 ■ 완전 자동 메시 기능 ■ 다양한 열원 모델 ■ 용접 시퀀스 설계 및 시뮬레이션을 위한 프로세스 환경설정 ■ FEM, FVM 듀얼 솔버 기술로 완전 연동 ■ 자동 최적화 기능 지원(DOE, GA, PSO) ■ CAD 엔진 탑재로 설계 파라미터 연동 가능   (3) 웰드 기술 1) 다양한 열원 ■ Double ellipsoid heat source ■ 2D Gaussian heat source ■ 3D Gaussian heat source ■ 3D uniform heat source ■ 3D Conical heat source ■ 3D print heat source ■ Combined heat source ■ FSW heat source   2) 다중 웰드 디자인 및 해석 Multi Pass 웰드 조인트는 결함이 자주 발생하기 때문에 부품에서 매우 중요한 부분이다. 잔류 인장 응력은 구조 수명과 취성 파괴 저항성에 부정적인 영향을 미친다. Cast-Designer Weld는 다중 웰드의 용접 시퀀스 및 간헐적 용접 설계를 구현하고 왜곡, 잔류 응력이나 기타 문제를 해소하는 최적의 설계값을 도출한다. 3) 조인트 템플릿 ■ MAG/MIG 강철, 레이저 용접 및 알루미늄에 대한 30개 이상의 조인트 템플릿 제공 ■ 사용자가 새로운 템플릿 생성 가능   (4) 다양한 웰드 기능 1) 웰드 어셈블리 대형 구조물의 용접 조립 시뮬레이션을 수행하기 위한 쉬운 프런트 엔드 역할 기능을 제공한다. ■ 열주기, 재료 상태의 변화, 응력, 소성 병형, 열 변형, 재료의 항복 응력 및 과도 용접 시뮬레이션과 관련된 모든 결과 ■ Gantt 다이어그램을 이용한 용접 공정 시각화 ■ 용접 순서, 냉각, 클램핑, 릴리스 시간을 최적화   2) FSW - 마찰 교반 용접 FSW는 재료를 녹이지 않고 두개의 마주 보는 공작물을 결합하는 공정이다. Cast-Designer Weld는 FSW 이후 잔류 왜곡, 잔류 응력 및 미세 구조를 예측할 수 있다. 3) 스팟 용접 전자기학, 열 전달, 야금 및 역학을 통해 시뮬레이션하고 결과를 제공한다. 4) 웰드 견적 계산 용접 프로세스에 관련된 상세 견적서 기능을 제공한다. 사용자는 통화, 공정, 인력 비용 및 용접 공정, 제조 비용 및 기타 운영 비용을 계산하고 견적서로 생성할 수 있다. (5) 용접 최적화 DOE, GA, PSO를 기반으로 다중 기준 비선형 최적화를 실행할 수 있다. ■ 다중 기준 목표 : 변형, 변위, 응력 및 온도 등을 포함한 모든 물리적 문제를 최적화 ■ 다중 설계 또는 공정 변수 : 허용되는 설계요소는 부품 치수, 용접 비드 치수와 같은 CAD 파라미터이거나 재료 속성, 용접 속도, 용접 전류 및 전압 또는 고정력, 릴리스 시간 및 용접 시퀀스 순서와 같은 공정 파라미터도 가능   2. 도입 효과 Cast-Designer Weld는 웰드/용접 산업에 특화된 소프트웨어이다. 웰드/용접 정밀 해석뿐만 아니라, 3D 웰드 비드 설계 기술과 웰드 공정의 설계, 시퀀스 제어, 제품 접합의 소재 분석 기능까지 탑재하여 고객이 원하는 제품을 생산하기 위한 최적의 웰드 방안을 찾아낼 수 있다. 3. 주요 고객 사이트 삼성전자, 현대, AUDI, Nissan, Honda, Fiat, NASA, Rolls-Royce, Bosch, Renault, MAGNA, Posco, Daewoo를 비롯해 자동차, 전자 등 다양한 산업에서 사용하고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

역사 보호를 위한 디지털 문화 보존 프로젝트   미래를 대비하려면 과거로부터 배워야 한다. 다음 세대가 세계사를 접하고 이해하도록 돕기 위해서는 유적지, 유물 그리고 개인 소장품에 이르기까지 귀중한 세계 유산을 보존하는 것이 매우 중요하다. 오늘날 디지털화라는 기술은 이를 위한 완벽한 솔루션을 제공하고 있다.  슬로바키아에 위치한 아트제날(Artzenal)과 같이 초기 2D 초안부터 고퀄리티 3D 콘텐츠 및 캐릭터 아트까지 광범위한 디지털 아트 서비스를 제공하는 단체들은 역사 보호를 위한 문화 보존 프로젝트에 디지털 기술을 적용했다. ■ 자료 제공 : 에픽게임즈   ▲ 아트제날은 리얼리티캡처와 언리얼 엔진를 사용하여 오스트리아 황후 시씨의 방을 디지털로 재현했다.(사진 제공 : 아트제날)   오스트리아의 황후이자 헝가리의 왕비, 시씨 아트제날은 최근에 진행된 프로젝트에서 리얼리티캡처(RealityCapture)와 언리얼 엔진(Unreal Engine)을 사용해 오스트리아 황후 엘리자베스(Elisabeth)의 개인 소장품을 디지털로 재현했다. 아트제날 팀은 가구, 미술품, 의류, 기타 개인 물품을 비롯한 소장품과 더불어 빈에 위치한 쇤브룬 궁전과 호프부르크 왕궁에 있던 19세기 후반 황후의 방을 재현하는데 성공했다.  바이에른 여공작 엘리자베스로 태어난 시씨(Sisi)는 프란츠 요제프(Franz Joseph) 황제와 결혼한 후 1854년 오스트리아의 황후가 되었으며, 오스트리아-헝가리 이중 군주국 수립에 기여한 공으로 1867년 헝가리의 여왕 자리에도 올랐다.  오스트리아에서 가장 오랜 기간 재위했던 황후 시씨는 세계에서 가장 아름다운 여성 중 한 명으로 여겨졌으며, 반항적이고 자유분방한 성격으로 유명했다. 그리고 1800년대 후반의 여성으로서는 매우 이례적으로 많은 업적을 남긴 그녀는 100년이 지난 지금까지도 여전히 매혹적인 인물로 기억되고 있다.   ▲ 리얼리티캡처를 통해 고퀄리티 애셋으로 구현된 황후의 개인 용품(사진 제공 : 아트제날)   역사를 담다 이 프로젝트는 일명 ‘에듀테인먼트’라고 불리는 교육적인 요소가 포함된 상호작용 경험을 제공하고자 했으며, 초기 구상 단계에서부터 그 시대 황후의 삶을 통찰할 수 있도록 기획됐다. 공식 파일럿 프로젝트는 소장품 소유자이자 관련 전시의 기획을 담당한 쇤브룬 궁전, 독일의 라이선싱 전문업체 컬처 XR(Culture XR), 그리고 몇 가지 신기술이 접목된 디지털 솔루션의 실행 및 개발을 담당한 아트제날 간의 파트너십을 통해 진행됐다. 실시간 경험을 위해 소장품을 디지털화하고 황후의 방을 재현하려면 고퀄리티 사진측량 기술 툴과 사실적인 3D 환경을 세밀하게 만들 수 있는 능력이 필요했다. 리얼리티캡처는 사진, 라이다(LiDAR) 스캔, 또는 이 둘의 조합에서 매우 디테일한 질감의 3D 메시를 자동으로 만들 수 있는 최첨단 사진측량 기술 솔루션이다. 아트제날은 시씨 황후 프로젝트를 시작하기 전에도 몇 년 동안 리얼리티캡처를 사용하여 게임 및 영화 제작용 고퀄리티 AAA 콘텐츠를 제작해 왔기에, 이 소프트웨어가 주요 유산 보존 프로젝트에 필요한 디테일 기반 정밀도를 처리할 수 있다는 것을 알고 있었다.    ▲ 리얼리티캡처를 통해 고퀄리티 애셋으로 구현된 황후의 개인 용품(사진 제공 : 아트제날)   아트제날의 밀란 쿠비넥(Milan Kubinec) 비즈니스 개발 및 마케팅 매니저는 “리얼리티캡처를 오랜 기간 사용한 경험이 있었기에 사진측량 기술 툴을 선택하는 것은 쉬웠다. 리얼리티캡처는 각각 수천 장의 사진이 필요할 수 있는 대형 애셋을 재현하는 데에 적합한 소프트웨어라고 생각한다”고 말했다. 밀란은 팀에서 리얼리티캡처 결과물의 퀄리티를 시장 내에서 가장 높은 수준이라고 인식하고 있으며, CLI(Command Line Interface) 스크립팅을 통한 자동화 가능성과 전체 프로세스 속도를 높이 평가한다고 덧붙였다. 아트제날 팀은 황후의 방에 라이다 스캔을, 각종 애셋에 사진 측량 기술을 사용했다. 라이다로 전체 환경을 스캔하는 것부터 시작해서, 고해상도 카메라와 때로는 접사 렌즈도 사용하여 가구, 미술품과 의류의 모든 특징적인 부분을 가장 세밀한 사항까지 캡처했다. 빛나는 물체에는 상황에 맞게 교차 편광 기술을 사용했다. 또한 언리얼 엔진의 더 넓은 영역에서 사용할 타일 머티리얼을 만들기 위해 깨끗한 원샷 사진을 촬영했다.  밀란은 “사진측량 기술 프로세스에서는 가장 사실적인 고퀄리티 결과를 얻기 위해 더 많은 이미지가 필요한 특정 머티리얼과 각종 디테일에 중점을 두고 어떤 부분도 빠짐없이 전체 오브젝트와 환경을 촬영해야 한다. 스캔 단계에서는 몇 가지 단계를 따라야 한다. 먼저 참고용 스케일 촬영으로 시작해서 색상 검사를 수행한 후에 스캔을 수행한다”고 설명했다.   ▲ 시씨 황후가 살았던 19세기 후반 쇤브룬 궁전을 언리얼 엔진으로 재현한 모습(사진 제공 : 아트제날)   극도로 사실적인 환경 제작 리얼리티캡처로 얻은 이 데이터로부터 자동 생성된 3D 메시를 언리얼 엔진으로 가져와서, 시씨 황후가 살았던 당시와 똑같이 황후의 방을 재현할 수 있었다.  밀란은 “리얼리즘을 실현하는 언리얼 엔진의 탁월한 역량 덕분에 디지털화된 콘텐츠에 생기를 불어넣을 수 있었다. 언리얼 엔진은 애셋이 실제 환경에 놓인 것처럼 사실적으로 보이게 만들어 준다. 이 방을 보고 있으면 시씨 황후가 살았을 때의 모습 그대로 구성된 19세기 후반 쇤브룬 궁전에 빠져들게 된다. 가구 배치, 환경, 건물 구조부터 황후의 개인 소장품을 둘러볼 수 있는 기능까지, 결과물은 놀라운 수준”이라고 말했다. 물론 프로젝트가 항상 순조롭게 진행된 것은 아니었다. 팀은 기술이 아닌 환경으로부터 예상치 않은 난관을 마주했다.  밀란은 “엄격한 규칙 때문에 적잖이 당황스러웠다. 우리가 캡처하는 거의 대부분의 소장품에 플래시 사용이 허용되지 않았고, 항상 수행 인원이 동행했으며, 오염에 대한 우려로 인해 촬영장에서 음식과 음료도 일절 허용되지 않았다. 게다가 일부 소장품은 유리 상자에 든 채로 촬영해야 했다. 리얼리티캡처와 언리얼 엔진이 없었다면 촬영물의 퀄리티가 라이팅, 리플렉션, 컬러 매칭 등의 측면에서 사용 불가한 수준이었을 것”이라고 설명했다.   ▲ 시씨 황후가 살았던 19세기 후반 쇤브룬 궁전을 언리얼 엔진으로 재현한 모습(사진 제공 : 아트제날)   리얼리티캡처와 언리얼 엔진으로 미래를 담다 아트제날은 리얼리티캡처와 언리얼 엔진을 함께 활용하여 팀이 느끼기에 현재 업계에서 달성할 수 있는 가장 사실적인 신(scene)을 만들어낼 수 있었고, 그러한 과정에서 상호작용 및 조정 가능한 콘텐츠의 풍부한 리소스를 생산할 수 있었다. 이 VR 쇼는 사우디아라비아의 수도인 리야드에서 열린 리프 2023(LEAP 2023) 콘퍼런스에서 첫선을 보였으며, 수천 명의 방문객이 디지털화된 방을 거닐며 소장품과 상호작용하는 가상 관광을 처음 경험했다. 아트제날은 이러한 툴을 자사 워크플로에 확실히 구축하였으며, 현재 모든 프로젝트에서 이 기술을 활용하고 있다. 또한 나나이트(Nanite) 가상화 마이크로폴리곤 지오메트리, 루멘(Lumen) 다이내믹 글로벌 일루미네이션 및 리플렉션과 같은 언리얼 엔진 5의 최신 기능 덕분에 최적화 프로세스가 대폭 향상되어 처리 시간이 몇 개월에서 몇 주로 단축되었고, 이전보다 훨씬 쉽게 포토리얼리즘하게 구현할 수 있게 됐다. 밀란은 “이처럼 강력한 기술 조합을 통해 현실의 본질을 제대로 담아낼 수 있다. 현재 상태 그대로 고퀄리티 복사본을 만들어낼 뿐 아니라 영광의 순간까지 재구성할 수 있다. 리얼리티캡처와 언리얼 엔진을 함께 활용하면 스캔 데이터를 한 차원 더 발전시키고 스토리텔링을 촉진하는 영화 같은 분위기를 조성할 수 있다”고 말했다.   ▲ 황후의 방에 서 있는 시씨 황후의 모습을 포토리얼리즘하게 언리얼 엔진으로 구현했다.(사진 제공 : 아트제날)   ▲ 관련 영상     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

주요 CAE 소프트웨어 소개   최적화 소프트웨어, EasyDesign   ■ 개발 :  최적설계연구소,  www.idopt.co.kr ■ 자료 제공 :  최적설계 주식회사, 031-8083-3008,  https://doi3007.blogspot.com 최적설계연구소는 1988년부터 최적설계 프로그램(INOPL Series)을 개발하기 시작하였고 근사화기법, 실험계획법, 메타모델기법, 수치최적화 등의 프로그램을 완성 통합하여 EasyDesign 소프트웨어를 출시하게 되었다.  EasyDesign Solver는 2008년 동역학 프로그램인 RecurDyn에 탑재되어 Re-curDyn/AutoDesign으로 출시되었고, 현재까지 전세계 시장에서 동력학 최적설계에 성공적으로 활용되고 있다.  최적설계 적용이 어려운 동력학 시장에서 검증을 마치고 기계, 전기, 전자, 화학, 경영 등의 어느 분야에서나 손쉽게 사용이 가능한 최적설계 프로그램인 EasyDesign을 개발하게 되었다. 1. 주요 특징  ■ 1시간 교육만으로 현업 설계에 적용이 가능한 최적설계 소프트웨어 ■ Progressive Meta-Model 기법을 적용한 해석/실험 회수의 최소화 ■ 독자 개발한 Simultaneous Kriging 기법과 Adaptive RBF 기법을 적용한 메타-모델링 ■ 강건 최적설계와 6-시그마 제약조건을 모두 충족시키는 독자적 설계기법 ■ 자동화된 다중 목적함수 최적화 기법 ■ Multi-Scale 설계변수의 완벽한 처리 기능 ■ 최적화 도중에 Crash된 해석의 자동 보상 기능 ■ 독자 개발한 효율적인 실험계획법 ■ 최소의 컴퓨터 용량을 사용하는 효과적인 설계 최적화 소프트웨어 ■ 효과분석기법과 최적화 기법을 융합한 What-If Design 기능   2. 주요 기능 최적화의 활성화를 위하여 전혀 새로운 각도에서, 색다른 방법으로, 향상된 Solver를 제공 함으로서 누구나 사용이 가능한 최적화 프로그램 EasyDesign을 개발하였다. ■ 최적화 이론에 대한 지식 없이도 누구나 바로 쓸 수 있도록 쉽게 만들어졌다. ■ 다분야 통합 최적설계를 별다른 준비작업 없이 쉽게 적용이 가능하다. ■ 향상된 Solver를 제공하여 가장 최소의 반복횟수로 최적설계를 수행한다. ■ 비선형 시스템 및 노이즈가 있는 시스템에 대한 최적화도 가능하다.   4. 제품 구성 EasyDesign은 Design Optimization, DFSS/Robust Design Optimization, Design Study로 구성되어 있다. (1) Design Optimization  Meta-Model 생성을 위한 DOE 방법으로 ‘Discrete Latin Hypercube Design’, ‘Incomplete Small Com-posite Design I, II’ 을 제공함으로써 기존 실험계획법보다 적은 최소의 Sampling으로 Meta Model을 생성하고, Progressive Meta Model 기법을 사용하여 최소의 반복횟수로 최적설계를 가능하게 하였다. 또한, Meta Modeling Method와 Optimization Algorithm은 내부적으로 자동 선정되어 사용자의 편의성을 도모하였다. (2) DFSS/Robust Design Optimization DFSS/Robust Design Optimization은 Design Optimization과 같이 Progressive Meta Model 기반의 설계 프로그램이다. 제품의 표준편차를 고려한 최적설계가 가능하며, 6 시그마 설계를 할 수 있다. (3) Design Study Design Study 모듈은 효과분석 DOE 기법에 기반을 둔 설계도구이다. 2, 3수준 직교배열표, 혼합수준 직교배열표, 수준과 실험횟수를 정하여 생성하는 직교배열표 등이 가능하다. 효과분석, Screening 작업이 가능하고, What-If Study를 통하여 최적조합 산출을 할 수 있다. 4. 도입 효과 ■ 모든 설계자가 설계업무에 설계 최적화를 적용할 수 있다. ■ 설계 프로세스 구축으로 안정적인 설계 결과를 산출 ■ 최소의 샘플로 설계 결과가 산출됨으로써 시간과 비용을 절감   5. 주요 고객 사이트 현대자동차, 현대모비스, 현대위아, 현대트랜시스, 현대케피코, 국방과학연구소, 쌍용자동차, 성우하이텍, 대원강업, 대동도어, 이래AMS, 세메스, LG전자, 국립농업과학연구원, 한국전자기술연구원, 한국생산기술연구원 등이 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기