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통합검색 "유체"에 대한 통합 검색 내용이 1,074개 있습니다
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크레오 파라메트릭 10.0의 시뮬레이션 기반 설계
제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 10.0 (10)   이번 호에서는 최신 앤시스(Ansys) 기술이 적용된 크레오 파라메트릭 10.0(Creo Parametric 10.0)의 시뮬레이션 기반 설계에 대하여 알아보자.   ■ 김성철 디지테크 기술지원팀의 이사로 Creo 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 이메일 | sckim@digiteki.com 홈페이지 | www.digiteki.com   크레오 파라메트릭 10.0은 설계 엔지니어가 좀 더 편리하게 활용할 수 있는 PTC와 앤시스의 최신 표준 시뮬레이션 기능이 포함되어 있다. 설계자는 시뮬레이션에 대한 전문가 수준의 지식이 없어도 친숙한 크레오 사용자 환경에서 실시간 시뮬레이션(CSL) 기능을 사용하여 제품 설계 초기에 시뮬레이션 기반 설계로 다양한 설계안을 빠르게 검토할 수 있다. 이후에는 세부 설계에서 앤시스 시뮬레이션(CAS)으로 좀 더 정확도 높은 시뮬레이션을 수행하여 설계의 문제 영역을 빠르게 분석하고 파악할 수 있다.   크레오 시뮬레이션 기능으로 제품 개발 초기에 시뮬레이션 기반 설계 크레오 파라메트릭 10.0에서 전기 모터 모델을 예로 초기 개념 설계 단계에서 실시간 시뮬레이션을 수행하여 다양한 설계를 빠르게 분석하고 최적의 설계안을 검토해 보자.     전기 모터의 하우징 모델에서 방열 조건을 개선하기 위해 몇 가지 유형의 아이디어가 모델에 적용되었다. 어떤 유형의 코일 설계가 가장 최적인지 실시간 시뮬레이션을 이용하여 빠르게 분석해 보자.   크레오 시뮬레이션 라이브(CSL)로 유체 시뮬레이션 검토 분석 모델을 열고 메뉴의 ‘라이브 시뮬레이션(Live Simulation)’에서 ‘유체 시뮬레이션 검토(Fluid Simulation Study)’를 선택한다.     유체 시뮬레이션을 위해 ‘유체 도메인(Fluid Domain)’에서 다양한 방법으로 내부/외부 유체 도메인을 빠르게 생성하거나 추출할 수 있다. ‘내부 볼륨(Internal Volume)’을 선택하여 하우징 내부의 코일 삽입 공간을 빠르게 추출한다.     유로의 입구와 배출구의 경계 서피스를 선택하면 닫힌 볼륨 영역을 자동 인식하여 빠르게 내부 볼륨을 추출하고 유체 도메인을 생성할 수 있다.     시뮬레이션 트리에서 생성된 유체 도메인을 확인하고 ‘재료 편집(Edit Materials)’에서 재료를 ‘WATER’로 지정한다.     ‘경계 조건(Boundary Conditions)’에서 ‘배출구 압력(Outlet Pressure)’을 선택하고, 추출된 유체 도메인에서 서피스를 지정한 후 배출구 압력 강도와 단위를 지정해 준다.     ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2024-03-05
연비와 공기역학 : 자동차 디자인의 음과 양
성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (7)   자동차의 공기역학은 연비 향상과 소음 감소 등의 목표를 달성하기 위한 방법으로서 고려되었다. 공기역학 성능을 향상시키기 위해 자동차 업계는 축소 모델링과 풍동 실험을 거쳐 현재는 CFD 시뮬레이션을 적극 활용하고 있다. CFD 시뮬레이션은 유동 이론과 컴퓨터 기술의 발전에 힘입어 복잡한 차체를 시뮬레이션하고 최적의 설계를 결정하는 데에 도움을 준다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   클래식 모델 T부터 상징적인 아메리칸 머슬카에 이르기까지 자동차의 디자인은 수년에 걸쳐 다양한 요인에 의해 형성되었다. 기술 발전, 소비자 선호도, 정부 규제 등이 모두 영향을 미쳤다. 하지만 그 중에서도 가장 큰 영향을 미친 요소는 연비이다. 1973년 석유 금수 조치의 여파로 도입된 기업 평균 연비(CAFE : Corporate Average Fuel Economy) 기준은 자동차 제조업체가 연비에 집중하도록 만들었다. 처음에는 평균 14.2mpg의 연비를 의무화했던 CAFE 표준은 이후 업데이트되어, 현재는 2032년까지 차량 전체 평균 58mpg를 목표로 하고 있다. 자동차 제조업체들이 이러한 야심찬 목표를 달성하기 위해 노력함에 따라 공기역학의 역할이 점점 더 중요해지고 있다. 과거에는 자동차 디자인을 테스트하고 개선하기 위해 축소 모델링 기법을 사용했다. 오늘날에는 전산 유체 역학(CFD)과 같은 정교한 컴퓨터 시뮬레이션이 자동차의 공기역학을 최적화하는 데에 사용된다. 현대 자동차의 날렵한 라인에 감탄할 때, 단순히 외형만이 아니라 모든 곡선과 윤곽이 연료 효율을 극대화하고 공기 저항을 최소화하도록 세심하게 설계되었다는 사실을 떠올려 보는 것도 좋을 것이다.   자동차 디자인 100년 들여다보기 1900년~1930년 1900년대 초반의 자동차는 특별한 미학을 염두에 두고 디자인되지 않았다. 자동차는 주로 실용적인 목적으로 제작되었다. 1908년 최초의 대량 생산 자동차인 포드의 모델 T가 출시되면서 자동차 산업의 판도가 완전히 바뀌었다. 모델 T는 4기통 엔진을 탑재하고 연비가 13~21마일로 오늘날의 평균적인 자동차보다 약간 낮았다. 하지만 이 차를 차별화한 것은 경제성이었다. 1910년 780달러였던 모델 T의 가격은 1924년에 290달러로 떨어졌다. 이는 대량 생산을 통해 달성한 비용 절감 덕분에 가능했다.   ▲ 포드 모델 T   1930년~1940년 1930년대에 들어서면서 세계는 대공황에 빠졌다. 주식 시장은 폭락했고, 미국 자동차 산업은 특히 큰 타격을 받아 신차 판매가 75%나 급감했다. 설상가상으로 1920년 갤런당 30센트였던 연료 가격이 1929년에는 21센트로 급격히 하락했다. 자동차 생산량도 타격을 받아 1929년 540만 대에서 1932년 340만 대로 감소했다. 자동차의 비용 효율을 높이기 위해서는 분명 무언가 조치가 필요했다. 이때부터 자동차 제조업체들은 공기역학에 대해 생각하기 시작했다. 엔진을 바꾸는 대신 자동차의 디자인을 간소화하여 효율을 높였다. 항공과 아르데코(Art Deco)에서 영감을 받은 새로운 자동차 디자인은 깔끔하고 단순한 외관을 선호했다. 30대 중반에는 폭스바겐 비틀, 크라이슬러 에어플로우, 1938년 팬텀 코르세어 등 상징적인 공기역학 차량이 탄생했다.   ▲ 부가티 타입 57 그랜드 레이드(1935년)   1940년~1950년 1940년대 초, 세계대전이 발발하면서 자동차 제조업체들은 군용 차량 부품 생산에 주력할 수밖에 없었다. 그 결과 가정용 자동차 생산은 중단되었고 자동차 소유율은 73%까지 급감했다. 하지만 제2차 세계대전 참전용사들은 이 어려운 시기에 드래그 레이싱에 참여하기 시작했다. 1950년대가 되어서야 산타아나 활주로에서 최초의 공식 드래그 레이스가 열렸다. 이 대회는 빠르게 인기를 얻었고, 1951년에는 전국에 있는 수많은 레이싱 클럽을 감독하기 위해 전미 핫로드 협회(NHRA : the National Hot Rod Association)가 설립되었다. 전쟁이 끝나자 자동차 업계는 폰툰 스타일을 도입하여 작은 혁명을 일으켰다. 이 새로운 스타일은 현대 자동차 디자인의 기초가 되었다. 그러나 이 폰툰은 공기 저항을 가중시켜 평균 연비가 15~20마일로 낮아졌다.   1950년~1960년 1950년대에는 자동차 디자인의 세계가 양분되었다. 미국 자동차 디자이너들은 항공기와 우주선에서 영감을 받아 각지고 박스형의 디자인을 만들며 미래를 생각했다. 반면, 유럽의 자동차 디자이너들은 공기 저항의 과학에 집착하여 최대한 유선형의 자동차를 만들기 위해 노력했다.   ▲ 재규어 C-타입   1956년 6월 29일, 고속도로 건설을 위해 무려 250억 달러가 지원되는 연방 원조 고속도로 법이 통과되었다. 미국 자동차는 갑작스럽게 이 새로운 고속도로의 고속 주행에 최적화되어야 했다. 이러한 초점의 변화는 더 날렵하고 공기역학적인 모델이 중심이 되는 새로운 자동차 디자인 시대로 이어졌다.   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2024-03-05
[칼럼] 인공지능 시대의 꿈의 엔지니어링
디지털 지식전문가 조형식의 지식마당   챗GPT(ChatGPT) 유료 버전을 사용한지 1년이 되었다. 챗GPT의 등장은 스마트폰 출시 후 우리 사회에 가장 큰 충격을 준 사건이라고 할 수 있다. 1년이 지난 현재 챗GPT를 개발한 오픈AI의 샘 올트먼 CEO는 말도 안 되는 미친 아이디어(insane idea)의 비즈니스를 협상하러 다니고 있다.   그림 1. 챗GPT의 1년   샘 올트먼 CEO는 자체 AI 칩 개발을 추진하며 사상 최대의 투자 유치에 나선 것으로 보인다. 외신에 따르면 올트먼 CEO는 5조~7조 달러의 자금 모금을 목표로 투자자들과 만나고 있다고 한다. 한화 9000조 원에 달하는 이 투자금은 마이크로소프트와 애플의 시가총액을 합한 것보다도 큰 규모이다. 지난해 전 세계 반도체 시장의 매출액과 비교하면 10년 치에 해당하는 금액이며, 올트먼은 다양한 투자자들과 협의 중인 것으로 알려져 있다. 이 투자금이 유치되면 세계 반도체 시장의 구조를 바꿀 수 있는 설계 및 생산 시설을 구축할 예정이라고 한다. 또한 오픈AI는 곧 AI 에이전트를 출시할 예정이며, 이 제품이 “모든 것을 바꿀 것”이라는 기대를 내비치고 있다. 이 AI 에이전트는 사용자 PC를 장악해 복잡한 작업을 자동화하는 것으로 문서 검색, 분석, 보고서 작성, 회계 소프트웨어 입력 등을 스스로 수행할 수 있다. 이는 마이크로소프트가 윈도우 12를 통해 선보일 코파일럿과 비슷한 개념으로, AI가 사용자의 의도를 파악하고 관련 작업을 자동으로 실행하는 것이다. 이외에도 오픈AI는 AI 개인 비서에 가까운 형태의 에이전트도 개발 중이며, 이는 인터넷에서 데이터를 수집하고 여행 일정을 생성하며 항공권을 예약하는 등의 웹 기반 작업을 처리할 수 있다. AI 시대에 인공지능을 사용해서 스마트 엔지니어링을 할 수 있다. 최근에 챗GPT를 이용하여 엔지니어링 문서의 요약은 물론 그림과 표에 대한 설명까지 해준다. 이것을 다시 정리해서 다시 질문을 하면 수준 높은 대답을 얻을 수 있다.   그림 2. 챗GPT를 이용한 소프트웨어 엔지니어링   챗GPT의 ‘Diagrams: Show ME’라는 GPTs에서 설명을 해 주면 시퀀스 다이어그램을 그려주고 코드까지 만들어 준다. 요즘은 GPT 스토어에서 다양한 인공지능 도구를 볼 수 있다. 이것은 이전의 엔지니어에게는 꿈의 엔지니어링이라고 할 수 있다.   그림 3. GPTs ERD Assistant 사용   챗GPT의 GPTs에서 데이터를 모델링하는 ERD Assistant를 이용해서 간단한 데이터 모델링을 만들어 봤다. 문서나 논문을 통째로 나만의 학습 GPTs에 입력해서 다양한 질문으로 짧은 기간에 전문 지식을 습득할 수 있다.   그림 4. AAS 문서를 GPT에 입력한 전용 AAS GPT   일본의 경제학자 오마에 겐이치는 인간을 변화시키는 세 가지 주된 방법이 있다고 말했다. 시간의 사용을 바꾸는 것, 거주하는 장소를 바꾸는 것, 그리고 새로운 인간 관계를 맺는 것이다. 그는 새로운 결심이 가장 무의미하다고 주장한다. 파울로 코엘료도 배움은 오직 하나의 방법으로만 가능하다고 말했다. 그리고, 새로운 시대의 꿈을 실현하는 스마트 엔지니어링에서는 지식이나 데이터보다 경험이 더 중요하다고 생각한다. 인공지능은 꿈을 꿀 수 없고 경험할 수 없기 때문이다. 이 관점에서 엔지니어링의 필요성을 재조명해보면, 인간의 변화와 발전에 있어 엔지니어링이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 엔지니어링은 우리가 시간을 사용하는 방식을 혁신적으로 바꿀 수 있는 도구를 제공한다. 새로운 기술과 설계로 우리가 사는 환경을 개선하며, 엔지니어링 프로젝트를 통해 다양한 사람들과 협력하고, 관계를 맺으며 사회적 네트워크를 확장할 수 있다. 또한, 엔지니어링을 통해 배움의 방식을 혁신하고 새로운 경험을 창출할 수 있으며, 이는 인공지능이 제공할 수 없는 깊이와 가치를 지닌다고 할 수 있다. 챗GPT 같은 인공지능 도구들로 무장한 인류 초유의 창조적 엔지니어 시대가 오고 있다.   ■ 조형식 항공 유체해석(CFD) 엔지니어로 출발하여 프로젝트 관리자 및 컨설턴트를 걸쳐서 디지털 지식 전문가로 활동하고 있다. 현재 디지털지식연구소 대표와 인더스트리 4.0, MES 강의, 캐드앤그래픽스 CNG 지식교육 방송 사회자 및 컬럼니스트로 활동하고 있다. 보잉, 삼성항공우주연구소, 한국항공(KAI), 지멘스에서 근무했다. 저서로는 ‘PLM 지식’, ‘서비스공학’,  ‘스마트 엔지니어링’, ‘MES’, ‘인더스트리 4.0’ 등이 있다.   ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2024-03-04
앤시스, “현대자동차의 차세대 차량 개발 위한 구조해석 솔루션 공급 기대”
앤시스코리아는 현대자동차가 탑승객의 안전과 승차감을 개선하기 위한 자동차 보디 시스템 해석을 위해 앤시스를 구조해석 솔루션 공급 우선협상대상자로 선정했다고 밝혔다. 앤시스코리아는 “자사의 시장 리더십, 고객 요구사항에 대한 만족도, 정확도 높은 해석 능력 및 최적의 제품 개발에 대한 의지가 더해져, 현대자동차에서 가장 선호하는 솔루션으로 앤시스의 구조 해석 솔루션인 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)과 앤시스 엘에스-다이나(Ansys LS-DYNA)가 선정되었다”고 전했다. 제품 개발 프로세스가 잘 정립된 자동차 회사의 경우 시뮬레이션 툴을 다른 툴로 전환하려면 상당한 시간과 엄격한 평가 기준이 필요하다. 현대자동차는 18개월에 걸쳐 여러 시뮬레이션 솔루션을 벤치마크 테스트하여 시뮬레이션 결과의 정확도, 고성능 컴퓨팅의 데이터 처리 속도, 양 사의 미래 기술 개발 전략 방향성 등 다양한 영역에서 협업 효과를 면밀히 검토하였다. 앤시스 메커니컬은 제품이 힘, 진동, 열, 유체 흐름 및 기타 물리적 효과에 어떻게 반응하는지를 예측하는 유한요소해석(FEA) 툴이다. 엘에스-다이나는 충돌과 고속 충격, 과도 하중 작용 등 제품의 사용 환경 변화 시 거동을 예측하는 해석에 활용되는 명시적(explicit) 시뮬레이션 툴이다. 앤시스코리아는 이들 구조해석 솔루션이 높은 해석 정확도, 대규모 데이터 처리 성능, 미래 신 기술 개발 전략에서 우수한 역량을 인정받았다고 평가했으며, 이러한 성능과 역량이 자동차 보디 시스템에 대한 강성(stiffness), 강도(strength) 및 내구(durability) 성능 검증 시 활발하게 활용될 것으로 기대하고 있다. 현대자동차의 노일주 책임 연구원은 “새로운 시뮬레이션 제품을 도입하려면 제조사와 솔루션 개발사 양사 간 철저한 검증을 통해 차량의 개발 단계별 솔루션의 상세한 적용 및 운영 계획이 필요하다”면서, “빠른 기술 발전을 거듭하고 있는 자동차 산업에서 리더로서의 입지를 공고히 하기 위해서는 해석 솔루션 개발사와 긴밀한 협력이 필요하다. 앤시스의 솔루션은 높은 해석 성능을 제공함으로써 현재 및 가까운 미래의 요구 사항을 충족하며, 복잡하고 상당한 규모의 해석 작업에 대해서도 정확한 결과를 도출할 수 있음을 입증했다”고 말했다. 앤시스의 셰인 엠스윌러(Shane Emswiler) 제품 총괄 수석 부사장은 “현대자동차의 평가와 결정은 자동차 업계의 가장 크고 복잡한 엔지니어링 문제에 대한 요구사항을 충족하는 앤시스의 능력을 보여주는 것”이라면서, “앤시스는 파트너에게 더욱 완벽한 솔루션을 제공하기 위하여 앤시스 메커니컬과 엘에스-다이나의 기능을 지속적으로 향상시키고 있다. 앤시스와 현대자동차는 혁신과 품질에 대한 확고한 의지를 공유하고 있으며, 안전하고 편안하며 신뢰할 수 있는 차량이 보편화되는 새로운 시대를 함께 열어나갈 것”이라고 전했다.
작성일 : 2024-02-14
구조/충돌 해석 소프트웨어, Virtual Performance Solution
구조 해석, 충돌 해석 소프트웨어, Virtual Performance Solution   주요 CAE 소프트웨어 소개     ■ 개발 : ESI, www.esi-group.com ■ 자료 제공 : 한국이에스아이, 02-3660-4500, www.esi-group.com ESI의 주력 프로그램인 VPS(Virtual Performance Solution)는 최초의 충돌 시뮬레이션 소프트웨어인 PAM-CRASH로 시작하였으며, 주요 자동차 업체들과 긴밀한 협의를 통해 개발되어 왔다. 단일 부재부터 차량, 기차, 선박에 이르는 대형 구조물에 대한 해석까지 다양한 산업 분야에 솔루션을 제공하고 있으며, 지속적인 알고리즘 개발을 통해 사용자의 요구와 시장 변화에 대응하고 있는 복합 해석 솔루션이다. VPS를 통하여 가상 프로토 타입을 신속하게 테스트할 수 있으며, 싱글 코어 모델을 이용하여 여러 도메인(충돌, 안전, NVH, 내구성 등)에서 제품의 성능을 평가할 수 있다.   1. 제품의 주요 기능 및 특징 (1) Single Core Model 단일 모델(Single core model)을 기반으로 하는 Multi-Domain Simulation이 가능하다. (2) High Performance Computing VPS Solver의 안정성, 확장성 및 해석 시간 측면에서 높은 성능을 지원한다. (3) Modularity for Ease of Use 모듈 모델링으로 해석 반복 및 공동 작업 관리를 단순화하여 초기 모델 설정 속도를 높일 수 있다. (4) End-to-End Composite Performances 복합재 부품의 파단 거동을 예측하고, 충돌 시 에너지를 흡수할 수 있는 복합재 모델을 제공한다. (5) Water Flow/Foaming FPM module을 사용하여 유체, 기체의 거동 및 누수 문제를 해결할 수 있으며, 화학식을 반영한 폼 발포 해석이 가능하다. (6) Gear-Rotary simulation 특화된 접촉(Smooth Contact) 방법으로 회전체 및 기어 해석을 원활하게 지원한다. (7) Explicit/Implicit solver Explicit solver와 Implicit solver간 자유로운 연계 해석이 가능하다. (8) Template 자동차 법규 및 정형화된 해석 프로세스의 자동화 템플릿을 제공한다.   2. 주요 적용 분야 ■ Aerospace & Defense ■ Electronics & Consumer Goods ■ Energy & Power ■ Ground Transportation ■ Heavy Industry & Machinery ■ Marine  
작성일 : 2024-02-12
멀티피직스 해석, 전기전자 해석, 플라스마 해석, VizGlow
멀티피직스 해석, 전기전자 해석, 플라스마 해석, VizGlow   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Esgee Technologies, www.esgeetech.com ■ 자료 제공 : 경원테크, 031-706-2886, www.kw-tech.com VizGlow는 비평형 플라스마 해석을 위한 소프트웨어이다. VizGlow는 전자기장, 유동, 파티클 등의 여러 해석 모듈을 사용하여 복잡한 다중물리(Multiphysics) 문제에 대해 다양한 방법의 해결방법을 제공한다. VizGlow는 수십 mTorr의 저압 영역에서부터 대기압 부근, 고압 스트리머까지 다양한 범위의 압력 영역에서의 플라스마 현상을 해석하는데 사용할 수 있다. VizGlow는 완전한 병렬 연산 모듈을 제공하여 복잡한 형상의 3D 모델 플라스마 해석에도 사용될 수 있다. 1. 제품의 주요 특징 (1) 1-D/2-D/3-D 비평형 플라스마 해석 제공 (2) 완전한 병렬 연산(MPI Parallel) 모듈 제공 (3) 정렬/비정렬 혼합 격자(Mesh) 작성 모듈 제공 (4) 복잡한 격자(Mesh)에서의 가속화된 강력한 솔버 제공 (5) 통합 개발 환경 GUI 제공 (6) 다양한 조건에 따른 플라스마 계산 옵션 제공 1) Self-consistent/quasi-neutral 2) Multi-species, Multi-temperature formulation (7) 공정용 화학반응 데이터 다수 구축 (8) 표면 화학반응인 식각(etching), 증착(Deposition) 제공 (9) 광범위한 압력 영역에서 플라스마 해석(수 mTorr~수 atm) (10) 전자기장, 유동, 파티클 등의 모델이 결합된 다중물리(Multiphysics) 해석 (11) 표면에서의 이온 에너지 및 입사각 분포 확인 기능 (12) 외부 회로 모델(전원 및 전압 제어) 2. 주요 활용 분야 (1) 반도체 비평형 플라스마 해석 툴인 VizGlow를 사용하여 반도체 장비 및 집적회로(IC) 제조 산업의 장비를 분석하고 공정을 개선하며 새로운 장비를 개발하는 업무에 VizGlow를 활용할 수 있다. IC 제조업체는 VizGlow를 사용하여 제조 프로세스를 최적화하고, 프로세스 이상을 식별 및 수정하여 필요에 따라 새로운 장비를 설계할 수 있다. (2) 디스플레이/태양전지 디스플레이/태양전지 분야에서는 VizGlow, VizGrain 등을 사용하여 전자기학, 유체흐름, 입자모델링 등을 해석할 수 있다. 이 분야에서는 기존 장비 설계를 분석하고 공정의 균일성, 필름 품질 등을 개선하고 새로운 장비 개념을 개발하는데 VizGlow, VizGrain 등을 활용할 수 있다. 최근 대형화되는 디스플레이/태양전지 분야의 플라스마 해석에 대응하기 위해, VizGlow에서 제공하는 병렬 연산 모듈을 활용하는 것은 신제품 개발에 커다란 이점이 될 것이다. (3) 자동차 자동차 분야에서는 비평형 플라스마, 열 플라스마, 전자기학, 연소 및 열 반응 등의 분야를 활용할 수 있다. VizGlow, VizSpark 등의 도구를 사용하여 현재 점화장치의 설계 점검 및 차세대 점화장치 설계 등에 활용할 수 있다. (4) 항공우주 항공우주 해석에는 다양한 물리 현상에 대한 해석이 필요하다. VizGlow 시뮬레이션은 이러한 다양한 물리 현상을 다각도로 해석할 수 있는 여러가지 도구를 제공하고 있다. VizFlow를 통해 외부 기류 해석, VizGrain을 통한 희박기체 거동 해석 및 Charge-up 해석, VizGlow/VizSpark를 통한 추진기 해석 등 다양한 각도의 해석을 지원한다. 3. 주요 고객 사이트 ■ 삼성전자, SK hynix, 명지대학교, 충북대학교 등  
작성일 : 2024-02-12
케이던스, GPU 컴퓨팅과 CFD 솔버 결합한 다중물리 턴키 솔루션 발표
케이던스 디자인 시스템즈는 디지털 트윈의 다중물리(멀티피직스) 시스템 설계 및 분석을 가속화할 수 있는 ‘케이던스 밀레니엄 엔터프라이즈 다중물리 플랫폼(Cadence Millennium Enterprise Multiphysics Platform)’을 발표했다. 1세대 플랫폼인 케이던스 밀레니엄 M1(Cadence Millennium M1)은 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 결합해 고성능 CFD(전산유체역학) 시뮬레이션을 가속화한다. GPU를 탑재한 HPC 하드웨어와 최적화된 GPU 가속화(Acceleration) 및 생성형 AI를 활용할 수 있는 케이던스 고성능 피델리티 CFD(Cadence high-fidelity CFD) 소프트웨어가 턴키로 포함된 것이 특징이다. 밀레니엄 M1은 통합 클러스터로 융합하여, 복잡한 기계 시스템을 시뮬레이션할 때 빠른 TAT(Turnaround Time)과 거의 선형에 가까운 확장성을 고객에게 제공하는 것이 목표이다. 자동차, 항공우주 및 방위산업, 에너지 및 터보기계 등 산업에서는 성능과 효율면에서 새로운 차원의 기계 시스템을 설계하는 것이 핵심적인 우선 과제가 되었다. 자동차 설계자들은 성능을 최적화하고 온실가스를 줄이기 위해 연비 개선, 항력 및 소음 감소, 전기 자동차 주행 거리 연장에 집중하고 있다. 또한 A&D 및 터보기계 설계 엔지니어들에게는 효율 향상, 탄소 배출량 감소, 유지보수 빈도를 줄이는 것이 중요하다. 이런 목표를 달성하기 위해서는 다중물리 시뮬레이션 기술의 발전이 필수적이다. 속도, 정확성, 용량 및 계산 속도를 가속화하는 것은 디지털 트윈 시뮬레이션에 필수 요소로서, 프로토타입을 개발하고 테스트하기에 앞서 의도한 대로 작동할 수 있다는 확신을 줄 수 있는 설계 혁신의 원동력이 된다.   ▲ 이미지 출처 : 케이던스 웹사이트   GPU 내장 CFD 솔버와 전용 GPU 하드웨어를 결합한 케이던스 밀레니엄 플랫폼은 최대 1000개의 CPU 코어로 GPU당 슈퍼컴퓨터급의 처리량을 제공한다. 동급 CPU 대비 향상된 에너지 효율로 몇 주가 걸리던 처리 시간을 몇 시간으로 단축할 수 있게 지원한다.  케이던스 피델리티 CFD 솔버는 복잡한 시뮬레이션 문제를 해결할 수 있으며 높은 정확도를 제공한다. 밀레니엄 플랫폼은 확장형 아키텍처와 유연성을 갖춘 피델리티 솔버를 통해 여러 GPU 노드에서 선형에 가까운 확장성을 제공한다. 또한, 생성형 AI를 접목한 디지털 트윈은 고품질의 다중물리 데이터를 빠르게 생성하고, 생성형 AI가 최적의 시스템 설계 솔루션의 디지털 트윈 시각화를 안정적으로 생성할 수 있다. 케이던스는 밀레니엄 플랫폼이 주요 공급업체의 GPU를 바탕으로 클라우드 환경에서 8개 이상의 GPU를 구성하거나 온프레미스 환경에서 최소 32개 GPU를 구성할 수 있으며, 고객이 원하는 구성 방식을 적용할 수 있는 유연하고 확장성 높은 솔루션을 제공한다고 소개했다. 케이던스의 밴 구(Ben Gu) 다중물리 시스템 분석 R&D 부사장은 “케이던스는 35년의 역사를 통해 매우 어려운 컴퓨팅 분야에서 정확성을 유지하면서 동시에 계산 속도를 향상시키는데 주력해 왔다. 알고리즘 처리량은 여전히 핵심 우선순위이며 이제 우리는 생성형 AI를 활용하여 방대한 양의 설계 및 시뮬레이션 데이터에서 정보를 추출하고 있다”면서, “밀레니엄 플랫폼은 디지털 트윈 및 AI 애플리케이션의 가속화와 확장성을 제공하는 거대한 도약이며, CFD는 성능과 효율이 향상되면서 아주 유용하게 활용될 준비를 마쳤기 때문에 밀레니엄 M1의 뛰어난 성능은 빠른 제품을 출시를 해야 하는 산업계에 혁신을 가져올 것”이라고 전했다.
작성일 : 2024-02-05
대규모 와류 시뮬레이션에 유용한 피델리티 찰스 솔루션
성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (6)   대규모 와류 시뮬레이션(LES)은 복잡성과 컴퓨팅 자원의 요구 등 제약이 극복되면서 유용한 난류 시뮬레이션 기술로 떠오르고 있다. 이번 호에서는 최신 수치 및 GPU 가속을 통해 LES 시뮬레이션을 더 저렴하고 쉽게 사용할 수 있는 케이던스의 피델리티 찰스(Fidelity CharLES) 솔루션에 대해 살펴본다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT   모든 시스템의 공기역학 또는 유동장을 설계할 때 엔지니어는 난기류의 영향을 고려해야 한다. 전산 유체 역학(CFD)의 난류 모델을 사용하면 실제 시나리오에서 발생하는 유체 흐름의 혼란을 포함할 수 있다. 난류를 모델링하기 위해 레이놀즈-평균 나비에-스토크스(Reynolds-Averaged Navier-Stokes : RANS) 방정식이 널리 사용되어 왔으며 컴퓨팅 리소스가 제한되어 있을 때 선호된다. 그러나 이러한 시간 평균 방정식은 연소, 음향, 공기 역학 등과 같은 광범위한 애플리케이션에 필요한 정확도를 제공하지 못한다. 이러한 경우 대규모 와류 시뮬레이션(Large Eddy Simulation : LES)이 유용하다. 시뮬레이션의 복잡성과 대규모 컴퓨팅 요구 사항으로 인해 지난 40년 동안 대부분의 산업 분야에서 LES는 비실용적이었다. 하지만, 오늘날에는 최신 수치 및 GPU 가속을 통해 LES 시뮬레이션이 더 쉽게 접근 가능하고 저렴해졌다.   케이던스 캐스케이드 테크놀로지스의 LES 모델링 역사 1980년 케이던스 캐스케이드 테크놀로지스(Cadence Cascade Technology)의 창립자인 Parviz Moin은 난류 모델링에 관한 획기적인 연구를 수행했다. 당시에는 난기류를 실험적으로 조사하기 위한 수많은 연구가 진행 중이었다. <그림 1>은 경계층에서 수소 기포를 사용하여 수행한 실험을 보여준다. 이 실험은 난기류 속에서 아름답고 일관된, 그러나 혼란스러운 구조를 연구하기 위한 것이었다.   그림 1. 시뮬레이션 결과(Moin & Kim, 1981)(왼쪽)와 실험 결과(Kim, Klein & Reynolds, 1970)  (오른쪽)   Parviz와 그의 동료들은 1981년 미국 물리학회 컨퍼런스에서 NASA Ames 기지의 ILLIAC IV 15MFlops 컴퓨터로 계산한 시뮬레이션을 발표했다. 그 결과 나비에-스토크스 방정식을 시간에 따라 정확하게 예측하여 난기류의 역학과 통계를 모두 포착할 수 있다는 것을 보여주었다. 오늘날 고성능 컴퓨팅의 성능은 1980년 M플롭에서 2023년 1E플롭/s로 크게 발전했으며, 프론티어는 상위 500대 기업 중 선두를 달리고 있다. 최신 솔버 기술과 확장성을 바탕으로 자동차, 항공우주 및 기타 산업에서 충실도 높은 LES의 실제 적용이 증가하고 있다.   오늘날 LES를 가능하게 하는 기술 고충실도 LES의 실제 적용을 가능하게 하는 4가지 차별화 기술은 다음과 같다. 그리드 이산화(Grid Discretization) : 시간에 따라 달라지는 시뮬레이션에서 고품질의 상대적으로 등방성인 그리드의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 벽 근처에 약간의 이방성이 있으면 도움이 될 수 있지만, 그리드는 시뮬레이션 내내 일관된 품질을 유지해야 한다. 수치적 방법(Numerical Methods) : 강력하고 비선형적으로 안정적인 수치적 방법과 유동 물리학을 정확하게 표현하는 고급 물리 모델을 사용하는 것이 필수적이다. 데이터 분석(Data analytics) : 광범위한 데이터 세트를 생성하게 되므로 이 데이터를 빠르게 시각화하고 이해하는 것이 중요하다. GPU 가속(GPU Acceleration) : GPU에서만 실행되는 최신 CFD 솔버인 GPU 상주 솔버는 필요한 비용 효율적이고 높은 처리량의 시뮬레이션을 제공한다.   그림 2. 1990년부터 2023년까지 성능 개발 목록   수년 동안 LES 모델링의 철학은 저소산 수치 체계가 필요하다는 것이었다. 그러나 이러한 저손실 방식은 다중물리 애플리케이션과 복잡한 지오메트리에서 구축하기 어렵다. 높은 레이놀즈 수 흐름에서 실제 손실은 낮지만, 일반적인 CFD 코드의 수치 손실은 매우 높다. 하지만 피델리티 찰스 솔버(Fidelity CharLES Solver)를 사용하면 안정적인 저손실 수치 체계를 가질 수 있다. 메시 생성의 경우, 피델리티 찰스 솔버는 다양한 해상도의 영역과 그 사이의 전환을 가진 다면체 메시를 생성하는 메시 생성기를 사용한다. 이 메시는 특정 포인트 세트를 중심으로 생성된 3D 보로노이 다이어그램(Voronoi Diagram)이다. 이러한 점을 체계적으로 도입하면 높은 수준의 균일성을 가진 메시가 생성된다. 따라서 피델리티 찰스 솔버는 LES용 메시를 생성하는 데 편리하다.   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2024-02-02
[칼럼] 디지털 위기에서 디지털 기회로
디지털 지식전문가 조형식의 지식마당   2024년 새해는 시작부터 부동산 부실 문제와 인플레이션으로 경기가 좋지 않고, 올해에는 미국도 코로나19로 인한 디지털 산업의 거품이 빠지면서 IT 인원의 대량 해고가 예상된다. 이것은 한국도 마찬가지이다. 매년 2월 칼럼을 쓰는 시기는 모두 올해의 트렌드에 대해서 이야기를 한다. 특히 매년 1월 중순에 열리는 미국의 CES가 화두이다. 몇 년 전부터 주장해 보지만 기자, 영업 사원, 유튜버라면 가지만 전문가들이 갈 장소는 아니다. 올해는 특히 세계적인 불경기이고 점점 수준이 낮아지고 있어서 대중의 관심이 줄고 있다. 그리고 요즘 업계에 가장 영향력이 있는 애플, 오픈AI, 앤비디아, 테슬라 같은 기업들이 불참하고 있다. 강자들은 자기들의 제품 발표회가 따로 있어서 자기 행사에 집중한다. 이제는 백화점같은 콘퍼런스의 시대는 저물어가고 있다. 아직 한국 미디어와 한국 기업들은 열심히 참석한다. 올해는 중국 기업도 최대 위기이지만, 그 다음으로 한국 기업도 위기가 올 수 있다. 다행히 현대자동차가 선방했지만 내년을 장담할 수 없다. 이 와중에도 먼 미래의 모빌리티를 주장한다. 삼성전자의 작년 실적은 수십 년만에 최악이다. 그래도 다시 안 올 메모리 반도체 특수를 기다리고 있다. 우리 사회는 희망 고문 사회가 되어 가고 있다. 한국은 언제부터 과거 지향적이 되고 있는가? 어떤 부동산 전문가가 한국의 아파트 가격은 사이클이 있다고 주장한다. 한국처럼 지역 시장은 반복 사이클이 있을 수 있다. 그러나 혁신의 세계에서는 ‘사이클’이 아니라 ‘파동’이라고 해야 한다. 이제 한국은 과거의 반도체 호황이나 부동산 호황이 다시 안 올 수 있다. 모든 외부 환경이 과거와 다르기 때문이다. 그러나 사람들은 그 시절을 잊지 못하고 계속 기다리고 있다. 과거 봉건사회에서는 배우고 공부해서 남을 가르치는 것이나 벼슬을 하는 것이 최고라고 생각했다. 최근의 산업 시대는 공부해서 실행하여 성과를 얻기보다는 학벌을 만들었다. 미래 사회에서 혁신은 결과를 만들어내는 것이다. ‘아는 것’과 ‘아는 것으로 성과를 내는 것’은 아주 다른 이야기이다. 아직도 한국 사회의 인재들의 고질적인 문제는 성공 비즈니스 모델의 창조성이 부족하다는 점이다.   ▲ First you learn, then you remove the ‘L’   그림의 문장은 처음에는 학습(learn)을 통해 지식과 기술을 습득하고, 이후에는 그 학습을 통해 얻은 지식과 기술로 성과나 보상(earn)을 얻게 된다는 의미이다. 약간 궁금해서 여기서 ‘L’이 무엇일까 생각해 봤다. 그것은 훈수(lecture)라고 생각한다. 한국 사회에서는 지난 수십 년간 공대에서 수많은 공대생이 졸업했다. 그러나 진정한 엔지니어 교육은 실패했다. 대량 교육으로 재벌 대기업의 부품처럼 살아갔지, 진정한 엔지니어가 없다. 학벌만 대량으로 만들어서 실제 제품을 설계하고 생산하는 지식과 경험이 없는 엔지니어를 양산했다. 다이슨의 CEO인 제임스 다이슨은 11년 전에 쓴 책 ‘스마트 엔지니어링’에서 소개한 세 명의 사장 중 하나이다. 그는 자서전에서 지난 몇 년 동안 미래의 먹거리로 전기자동차에 전념하였다. 그러나 그는 7억 달러를 소비하고 전기차로 돈을 벌 수 없다라는 것을 깨달았다. 그것은 기술 문제가 아니라 이윤 때문이라고 한다. 현재 잘 나가고 있는 테슬라의 일론 머스크가 그동안 전기자동차를 팔아서 돈을 번 것보다는 전기자동차를 팔 때마다 받는 환경지원금으로 살았다고 한다. 스마트 엔지니어링에 대한 근본적인 이해가 필요하다. 너무 많은 정보의 세상에서 더욱 철학적 가치가 필요하다. 철학자가 아닌 소피스트가 되기 쉽다. 인사이트나 본질을 이해하는 것보다 표면적 지식으로 구성된 소피스트가 되는 것을 경계해야 한다. 우리 사회는 새로운 무엇을 배우면 그것으로 혁신 비즈니스 모델을 만들기보다는 강의나 자격증으로 돈을 벌려고 한다. 올해의 생존 키워드는 ‘L’을 제거하는 것이다. 훈수(lecture), 리드 타임(lead Time), 새는 돈(leaking money), 과중한 업무 또는 짐(load) 이다. 올해 개인적 목표는 크게 두 가지이다. 하나는 챗GPT와 롬리서치를 만든 증강지능시스템(Augmented Intelligence System)으로 새로운 비즈니스 모델을 만들어서 수익을 만드는 것이다. 드디어 올해에는 지난 해 공부했던 챗GPT로 강의가 아닌 작업으로 돈을 벌기 시작했다. 두 번째는 이번에 새로 구입한 폴딩 전기자전거로 전국을 돌아다니는 것이다. 폴딩 자전거는 언제든지 접어서 열차나 고속버스로 이동할 수 있다. 전기자전거는 전기자동차를 공부하기에 아주 좋은 대상이라고 할 수 있다. 물론 배우는 것에서 그치지 않고 수익을 만들수 있는 비즈니스 모델을 생각하고 있다. 생각하기 나름이다. 자신의 장벽을 이용해서 기회의 다리로 만들자. - 조형식   ■ 조형식 항공 유체해석(CFD) 엔지니어로 출발하여 프로젝트 관리자 및 컨설턴트를 걸쳐서 디지털 지식 전문가로 활동하고 있다. 현재 디지털지식연구소 대표와 인더스트리 4.0, MES 강의, 캐드앤그래픽스 CNG 지식교육 방송 사회자 및 컬럼니스트로 활동하고 있다. 보잉, 삼성항공우주연구소, 한국항공(KAI), 지멘스에서 근무했다. 저서로는 ‘PLM 지식’, ‘서비스공학’,  ‘스마트 엔지니어링’, ‘MES’, ‘인더스트리 4.0’ 등이 있다.   ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2024-02-01
지멘스, 인도 전기 스쿠터 제조사 ‘애더 에너지’의 e-모빌리티 개발 지원
지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 인도의 전기 스쿠터 브랜드인 애더 에너지(Ather Energy)가 지멘스 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator) 산업 소프트웨어 포트폴리오 도입을 확대했다고 발표했다. 애더 에너지는 이를 통해 설계 및 엔지니어링 사이클 타임을 줄이고, 제품 품질을 개선하며, 제품 출시 기간을 단축하게 됐다. 2013년 설립된 애더 에너지는 2018년 지능형 전기 스쿠터인 애더 450을 출시했으며, 2024년 1월에는 스페셜 에디션 스쿠터인 애더 450 에이펙스(Apex)를 출시한 바 있다. 또한 애더는 인도에서 설계, 구축한 종합 공공 충전 네트워크인 애더 그리드(Ather Grid)를 구축했다. 애더 그리드는 인도 전역에 1600개 이상의 충전 지점을 보유하고 있다. 현재 인도 전역에 175개 이상의 체험 센터를 운영하고 있으며 2024년 3월까지 총 250개의 체험 센터를 추가할 계획인데, 애더는 최근 네팔에 두 곳의 체험 센터를 설립하며 해외 시장에도 진출했다.     애더 에너지는 2018년 제품 수명주기 관리를 위해 지멘스의 팀센터(Teamcenter) 소프트웨어를 도입했다. 이를 통해 설계 반복(iteration)을 없애고 올바른 최초 접근 방식을 채택해 설계와 엔지니어링 주기 시간을 단축하는 등 중요한 핵심 성과 지표(KPI)를 달성할 있도록 지원받았다. 이후 애더 에너지 팀은 전산 유체 역학(CFD)을 위한 심센터 CTAR-CCM+(Simcenter STAR-CCM+) 소프트웨어와 심센터 물리적 테스트 솔루션을 활용해 내구성과 소음 및 진동(NVH)에 대한 사내 테스트 체제를 강화했다. 최근에는 애더 에너지 차량 엔지니어링 팀이 레거시 시스템에서 모든 기존, 신규 차량 플랫폼을 위한 신제품 개발과 엔지니어링을 진행하기 위해 지멘스의 NX 소프트웨어로 전환했다. 애더 에너지의 스왑닐 자인 CTO는 “빠르게 진화하는 전기차 산업에서 시장 출시 속도는 성공을 결정짓는 중요한 요소다. 지멘스의 확장된 PLM 관리를 통해 순차적 작업 방식에서 탈피해 엔지니어링 결과를 병렬 처리할 수 있게 됐으며, 신제품과 기능 출시에 소요되는 시간을 단축할 수 있다”면서, “지멘스의 툴을 활용한 시뮬레이션과 가상 테스트를 통해 시간을 단축하고 반복 테스트에 소요되는 리소스와 비용을 절감할 수 있었고, 스택업 분석(stack-up analysis)을 통해 처음부터 올바른 설계를 수행해 엔지니어링 변경을 피할 수 있게 됐다. 앞으로는 'BOP(Bill of Processes)' 관리를 도입해 제조 공정 제어까지 지멘스 툴을 확장할 것”고 말했다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 로버트 존스(Robert Jones) 글로벌 세일즈 및 고객 성공 부문 총괄 수석 부사장은 “스타트업은 모빌리티 전동화 혁명의 근원이다. 애더 에너지와 협력해 혁신적인 제품을 인도 시장에 출시할 수 있도록 역량을 확대할 수 있게 돼 기쁘다. 이번 협력은 선도적인 혁신가들과 선구자들이 엑셀러레이터 포트폴리오를 채택하고 있음을 입증하는 사례 중 하나다. 엑셀러레이터는 e-모빌리티 제품 개발을 위한 플랫폼으로서 보다 깨끗하고 지속 가능한 운송 수단을 구현할 수 있도록 지원한다”고 전했다.
작성일 : 2024-02-01