성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (8)   전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션은 긴 설계 주기를 단축하고 비용이 많이 드는 실험 횟수를 줄이기 위해 널리 사용되어 왔다. 하지만 기존 CFD 솔버 기술과 컴퓨팅 리소스의 정확도와 속도 제한으로 인해 CFD 분석의 잠재력이 제한되었다. 이러한 문제로 인해 일반적으로 CFD 사용자는 효율적인 가상 엔지니어링을 수행하지 못했다. 턴키 CFD 솔루션인 케이던스 밀레니엄 M1(Millennium M1) CFD 슈퍼컴퓨터는 대형 와류 시뮬레이션(LES)을 위한 케이던스 피델리티(Fidelity) LES 솔버와 같은 그래픽 처리 장치(GPU) 상주 CFD 솔버와 확장 가능한 고성능 컴퓨팅(HPC) 하드웨어의 조합으로 이러한 장애물을 극복하여 전례 없는 성능을 발휘한다. 고품질 합성 데이터의 신속한 생성을 통해 제너레이티브 AI(generative AI)는 정확도 저하 없이 최적의 시스템 설계 솔루션을 빠르게 식별할 수 있다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   밀레니엄 M1은 처리 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하여 항공우주, 자동차, 발전 및 터보 기계 애플리케이션에서 LES의 실제 적용 범위를 확장한다.   그림 1. 케이던스 밀레니엄 M1 CFD 슈퍼컴퓨터   밀레니엄 M1의 주요 효과 밀레니엄 M1은 설계 시간 및 컴퓨팅 리소스 절약 효과를 가져다줄 수 있다.   GPU 가속  고성능의 GPU 상주 CFD 솔버가 최저 전력 소비로 빠른 시간 내에 결과를 제공한다.   턴키 솔루션 바로 사용할 수 있는 단일 CFD 슈퍼컴퓨팅 솔루션을 위해 피델리티 CFD 소프트웨어와 HPC 하드웨어를 결합한다.   최적화된 성능 확장 가능한 HPC 아키텍처와 최신 GPU 상주 솔버가 최적의 시스템 성능을 위해 튜닝되었다.   뛰어난 확장성  빠른 처리 시간을 위해 애플리케이션에 따라 스택형 컴퓨팅 노드를 확장할 수 있다.   표 1. 밀레니엄 M1은 자동차, 항공우주 및 터보 기계 애플리케이션을 위한 당일 시뮬레이션 처리 시간을 제공한다.   밀레니엄 M1의 특징 밀레니엄 M1은 CFD 슈퍼컴퓨팅을 위한 통합 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼이다.   GPU 가속 GPU 가속화는 항공우주, 자동차, 터보 기계 및 기타 여러 산업에 막대한 영향을 미치며 고충실도 CFD를 혁신하고 있다. CFD에 GPU 컴퓨팅을 활용하면 엔지니어링 효율성을 높일 수 있다. 주어진 컴퓨팅 투자에 대해 피델리티 LES 솔버는 CPU 대비 최대 10배의 처리량 증가를 제공한다. 고정된 시뮬레이션 처리량의 경우, CPU 컴퓨팅 대비 GPU 컴퓨팅의 에너지 요구량 감소는 약 17배이다.   그림 2. 합동 타격 미사일(JSM) 기체용 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 확장성 확장성 밀레니엄 M1은 외부 공기역학 및 항공 음향에서 연소 및 다중 물리학에 이르기까지 애플리케이션 전반에 걸쳐 거의 선형에 가까운 확장을 제공한다. 이 제품은 두 개의 GPU 노드에서 14시간 이내에 착륙 구성의 실제 항공기를 정확하게 시뮬레이션하는 등, 빠른 시간 내에 결과를 얻을 수 있는 대규모 LES 시뮬레이션을 지원한다.   고충실도 LES 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 솔버는 고급 수치 방법과 모델을 결합하여 GPU 가속을 통해 비용 효율적이고 높은 처리량의 시뮬레이션을 제공한다. 고유한 솔버 이산화가 최신 서브 그리드 스케일 및 벽 모델링과 결합되어 그리드 해상도에 높은 견고성을 제공하는 LES 기능을 제공한다.   그림 3. 다양한 메시 크기에 대한 샌디아 플레임 D 실험과 Fidelity CharLES 결과 비교     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(지멘스 DISW)가 3월 7일 솔리드 엣지 사용자 이벤트인 ‘솔리드 엣지 유니버시티 코리아 2024’를 진행했다. 이번 행사에서 지멘스 DISW는 더욱 지능적인 제품 설계를 추구하는 솔리드 엣지의 변화와 활용 사례 등을 소개했다. ■ 정수진 편집장   클라우드로 제품 개발의 속도와 유연성 강화 지멘스 DISW 코리아의 오병준 대표이사는 “엔지니어링 소프트웨어 업계는 디지털 트윈, 디지털 스레드를 중심으로 발전을 거듭하고 있는데, 지멘스는 이 가운데 최근 클라우드 분야에 투자를 집중하고 있다”고 소개했다. 제조산업에서 클라우드 특히 퍼블릭 클라우드는 다른 산업에 비해 확산이 더딘 것으로 평가되고 있는데, IT 인프라 비용 절감과 자산 관리 등의 이점이 주목받으면서 퍼블릭 클라우드에 대한 관심이 점차 높아지고 있는 상황이다. 오병준 대표이사는 “지멘스는 엔지니어링 속도를 높이면서 유연성을 제공하는 플랫폼을 제공하는 것에 초점을 맞추고 클라우드 투자를 이어가고자 한다”고 전했다. 또한 오병준 대표이사는 “지멘스는 설계, 해석, MES(제조 실행 관리), 품질 관리, 물류 등 다양한 솔루션을 퍼블릭 클라우드 기반의 SaaS(서비스형 소프트웨어)로 제공한다는 비전을 추진하고 있다”면서, 솔리드 엣지 또한 어디서든 설계 작업을 할 수 있는 클라우드 버전을 내놓을 것이라고 밝혔다.   ▲ 솔리드 엣지 2024의 주요 개선점   제품 설계 작업을 지능화하는 기능 향상 지멘스 DISW 코리아의 안지훈 팀장은 올해 솔리드 엣지 유니버시티의 키워드로 ‘지능형 제품 설계’를 꼽으면서, “솔리드 엣지 포트폴리오를 통해 대기업, 스타트업, 학생들의 성공적인 디지털 전환을 지원하고자 한다”고 전했다. 특히 인공지능(AI) 관련 기능이 솔리드 엣지에 꾸준히 추가되고 있다는 점을 강조했다. 솔리드 엣지의 AI 기능은 사용자의 다음 작업을 추천하고 반복 작업의 효율을 높이는 ‘적응형 AI’와 설계 및 최적화 작업에 영감을 주는 ‘보조 AI’를 중심으로 개발돼 왔는데, 지멘스는 이에 더해 새로운 제품 개발 방법이나 흐름을 적용할 수 있는 ‘첨가 AI’ 기능의 개발과 추가도 진행할 계획이다. 최신 버전인 솔리드 엣지 2024에서는 어셈블리 작업에서 부품을 교체할 때 AI가 조립 조건을 추천해 주는 기능이 제공된다. 그리고 라소 툴(lasso tool)이 추가돼 형상을 선택하는 작업의 편의성을 높였다. 대형 어셈블리 작업의 속도 향상은 솔리드 엣지의 버전업에서 계속해서 주요 개선사항으로 꼽혔는데, 안지훈 팀장은 “2024 버전은 단일 부품에서 최대 3배, 대형 어셈블리에서는 최대 9배의 뷰 성능 개선이 이뤄졌다”고 설명했다. 모델 기반 정의(MBD)와 관련해서는 도면에서 치수를 자동 정렬하는 기능이 향상됐고, 모델 뷰 팔레트에서 바로 도면 작업을 할 수 있게 됐다. 지멘스의 하이엔드 CAD인 NX와 솔리드 엣지의 데이터 호환이 강화돼 PMI(Product and Manufacturing Information) 정보까지 승계되는 것도 변화점이다. 솔리드 엣지 2024의 디자인 컨피규레이터(Design Configurator)는 기존 어셈블리를 조합해 복잡한 부품 구성을 빠르게 시각화할 수 있도록 한다. 지멘스는 웹 버전의 ‘디자인 컨피규레이터 커넥트’도 제공한다. 시뮬레이션과 관련해서는 솔리드 엣지에 통합되 플로-EFD(FLOEFD)의 열유동 해석 결과를 구조 해석에서 불러와 활용할 수 있게 됐고, 복잡한 메시의 품질을 사전에 검증할 수 있는 기능이 추가됐다.     폭넓은 포트폴리오 통해 제품 개발 프로세스 개선 솔리드 엣지 2024는 CAD 데이터 활용 및 엑셀러레이터 포트폴리오와의 연계 기능도 강화됐다. 다른 포맷의 CAD 데이터를 직접 불러오는 CAD 다이렉트 기능과 함께 대용량 어셈블리를 마이그레이션하는 툴을 제공한다. 그리고 엔터프라이즈 BOM을 활용하기 위한 ‘팀센터 프로젝트 컨피규레이터’를 솔리드 엣지와 연결함으로써, 솔리드 엣지에서 팀센터의 제품 구성을 빠르게 불러와 활용할 수 있다. 한편, 솔리드 엣지는 모든 디바이스에서 설계 내용 공유와 협업을 할 수 있도록 ‘솔리드 엣지 SaaS’를 제공한다. 최신 버전에서는 팀센터 셰어(Teamcenter Share)가 솔리드 엣지 환경에 통합돼 3D 모델 관리, 클라우드 설계 데이터 동기화, 마크업, 태스크 할당 등을 할 수 있게 지원한다. 팀센터 셰어는 모든 구독형 라이선스에 기본으로 포함된다. 안지훈 팀장은 “지멘스는 토큰 라이선스 정책을 통해 전체 포트폴리오 제품을 유연하게 사용할 수 있는 옵션을 제공한다”고 소개했다. 한편, 이번 ‘솔리드 엣지 유니버시티 2024’에서는 지멘스의 국내 파트너사들이 솔리드 엣지 2024의 다양한 활용 방법을 소개했다. YCDIS에서는 솔리드 엣지 디자인 컨피규레이터를 활용한 변경 설계를, 캐디언스시스템은 솔리드 엣지와 NX-MCD (Mechatronics Concept Designer)를 활용한 설비 가상 시운전 솔루션 개발 내용을 발표했다. 키미이에스는 CAD 다이렉트와 동적 시각화 등 설계 작업을 위한 팁을 소개했고, 지경솔루텍은 가공 관련 기능을 제공하는 ‘솔리드 엣지 CAM 프로’의 활용 방법을 설명했다. 이외에 대학교의 교육 시스템 구축 협력 및 스타트업의 솔루션 활용 사례 등이 발표됐다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.