알테어가 칩, 인쇄회로기판(PCB) 및 집적회로(IC) 등 전자 부품에서 전체 시스템에 이르기까지 빠르고 정확한 다중 물리 시뮬레이션을 지원하는 '알테어 심솔리드'를 2024년 2분기 중 출시한다고 밝혔다. 심솔리드는 복잡한 형상의 구조 문제를 빠르고 정확하게 예측하는 시뮬레이션 소프트웨어로, 전처리 과정 없이 빠르게 시뮬레이션할 수 있다는 점이 특징이다. 전자 CAD(ECAD)에서 해석 단계로 넘어갈 때 필수인 메시 생성은 매우 복잡하고 오래 걸리는 작업이다. 하지만 심솔리드는 메시 생성을 제거해 시뮬레이션 속도를 기존 대비 최대 25배까지 향상시킨다. 이는 엔지니어들이 더 빠르고 효율적으로 설계 대안을 탐색하고 최적화할 수 있음을 의미한다.     이번 출시로 조선, 항공우주와 자동차 산업에서 대형 구조물 구조 해석에 많이 쓰이던 심솔리드는 이제 전자 산업을 위한 기능까지 확장하게 됐다. 최신 버전은 반도체 칩, PCB와 IC의 구조 및 열 해석을 지원한다. 또한 신호 무결성(SI), 전력 무결성(PI), 전자기 호환성/간섭(EMC/EMI) 등 복잡한 요소들을 반영한 시뮬레이션도 할 수 있고, 단위는 미터에서 나노미터까지 지원해 반도체 칩 설계에도 적용이 가능하다. 알테어는 심솔리드에 향후 전자기 해석 기능도 추가할 계획이다. 이를 통해 전자회로와 전자 부품의 전자기적 특성도 함께 시뮬레이션 할 수 있게 된다. 효율적인 메시리스(meshless) 환경에서 열, 구조, 전자기 등 다양한 해석 기능을 통합적으로 제공해 엔지니어들이 보다 나은 설계 결정을 내릴 수 있도록 지원한다는 목표다. 알테어의 짐 스카파 CEO는 “전자 산업이 점점 복잡해지고, 소형화에 대한 요구가 커지면서 엔지니어들은 종종 시뮬레이션의 정확성과 신속성 사이에서 타협해야 하는 상황에 직면한다”면서, “심솔리드는 PCB와 IC의 복잡한 세부 사항까지도  빠르고 정확하게 분석할 수 있도록 도와주기 때문에 전자부품 설계 및 해석 과정의 효율성과 정확성을 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

AMD는 새로운 2세대 버설 AI 에지 시리즈(Versal AI Edge Series)와 버설 프라임 시리즈(Versal Prime Series) 적응형 SoC(System on Chip)를 출시해 버설 적응형 SoC 포트폴리오를 강화했다고 밝혔다. 2세대 버설 시리즈는 전처리에서 AI 추론 및 후처리에 이르기까지 단일 디바이스로 AI 기반 임베디드 시스템의 엔드 투 엔드 가속을 제공한다. 2세대 버설 시리즈 포트폴리오의 첫 제품군은 새로운 AI 엔진을 바탕으로 1세대 디바이스보다 최대 3배 더 높은 와트당 TOPS를 제공한다. 또한, 새로운 고성능 통합 Arm CPU를 통해 1세대 버설 AI 에지 및 프라임 시리즈 디바이스 대비 최대 10배에 달하는 스칼라 컴퓨팅을 제공한다. 지능형 단일 칩 솔루션인 2세대 버설 시리즈 디바이스는 다중 칩 기반 프로세싱 솔루션을 대체하여 시장 출시 시간을 단축하고, 더 작고 효율적인 임베디드 AI 시스템을 구현할 수 있다. 이를 통해 첨단 기능 안전 및 보안 기능과 함께 성능, 전력 및 면적을 조합해 자동차, 항공우주 및 방위, 산업, 비전, 의료, 방송 및 프로AV 시장용 에지 디바이스에 최적화된 고성능 제품 설계가 가능한 새로운 차원의 성능과 기능을 제공한다. 스바루는 자사의 차세대 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 비전 시스템인 ‘아이사이트(EyeSight)’에 2세대 버설 AI 에지 시리즈를 탑재한다. 아이사이트 시스템은 스바루의 일부 자동차 모델에 탑재되어 ACC(어댑티브 크루즈 컨트롤), 차선 이탈 방지, 충돌 방지 제동 등 첨단 안전 기능을 지원한다. 스바루는 현재 아이사이트가 장착된 차량에 AMD 적응형 SoC 기술을 활용하고 있다.     2세대 버설 AI 에지 시리즈는 실제 시스템에서 요구되는 복잡한 프로세싱 요건을 충족하기 위해 총 3단계로 이뤄지는 AI 기반 임베디드 시스템의 모든 가속 성능을 지원하는 프로세서 조합을 갖추고 있다. 광범위한 센서를 연결하고, 높은 처리량의 저지연 데이터 프로세싱 파이프라인을 구현할 수 있는 유연성을 갖춘 FPGA 프로그래머블 로직으로 실시간 전처리를 지원하며, 차세대 AI 엔진 형태의 벡터 프로세서 어레이를 통해 효율적인 AI 추론을 지원한다. 또한, Arm CPU 코어를 통해 안전에 초점을 맞춘 애플리케이션의 복잡한 의사결정 및 제어에 필요한 후처리 성능을 제공한다. 2세대 AMD 버설 프라임 시리즈는 센서 프로세싱을 위한 프로그래머블 로직과 고성능 임베디드 Arm CPU를 결합하여 기존의 비 AI 기반 임베디드 시스템을 위한 엔드투엔드 가속을 제공한다. 이 디바이스들은 1세대에 비해 최대 10배 더 많은 스칼라 컴퓨팅을 제공하도록 설계되어 센서 프로세싱 및 복잡한 스칼라 워크로드를 효율적으로 처리한다. 최대 8K의 다중 채널 워크플로를 비롯해 높은 처리량이 요구되는 비디오 프로세싱을 위한 새로운 하드 IP를 갖춘 2세대 버설 프라임 디바이스는 초고화질(UHD) 비디오 스트리밍 및 녹화, 산업용 PC 및 항공 컴퓨터와 같은 애플리케이션에 적합하다. 2세대 버설 AI 에지 시리즈와 2세대 버설 프라임 시리즈 포트폴리오는 에지 센서에서 중앙집중식 컴퓨팅에 이르기까지 AI 기반 시스템을 위한 확장성을 제공한다. 이 시리즈는 고객들이 성능, 전력 및 면적 풋프린트를 선택하여 애플리케이션의 성능 및 안전성 목표를 효율적으로 달성할 수 있도록 AI 및 적응형 컴퓨팅의 규모에 따라 다양한 디바이스로 구성되어 있다. 한편, AMD 비바도 디자인 수트(Vivado Design Suite) 툴과 라이브러리는 임베디드 하드웨어 시스템 개발자의 생산성 향상 및 설계 주기의 간소화를 통해 컴파일 시간 단축, 개발 결과물의 품질 개선 등의 효과를 제공한다. 임베디드 소프트웨어 개발자를 위한 AMD 바이티스 통합 소프트웨어 플랫폼(Vitis Unified Software Platform)은 사용자가 선호하는 추상화 단계에서의 임베디드 소프트웨어, 시그널 프로세싱 및 AI 설계를 지원하며, 기존 FPGA 설계 경험 없이도 활용 가능한 장점이 있다. 설계자들은 2세대 AMD 버설 AI 에지 시리즈 및 2세대 버설 프라임 시리즈용 얼리 액세스 문서와 1세대 버설 평가 키트 및 설계 툴을 현재 이용할 수 있다. AMD는 2025년 상반기에 2세대 버설 시리즈의 실리콘 샘플을, 2025년 중반에는 평가 키트 및 SOM(System-on-Module) 샘플을, 2025년 말에는 양산 반도체를 공급할 예정이다. AMD의 적응형 및 임베디드 컴퓨팅 그룹 총괄 책임자인 살릴 라제(Salil Raje) 수석 부사장은 “AI 지원 임베디드 애플리케이션에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서 전력 및 공간이 제한적인 임베디드 시스템에서 가장 효율적으로 엔드투엔드 가속을 지원하는 단일 칩 솔루션에 대한 요구가 높아지고 있다”면서, “40년 이상 축적된 적응형 컴퓨팅 리더십을 바탕으로 구현된 최신 세대 버설 디바이스는 단일 아키텍처에 다중 컴퓨팅 엔진을 통합해, 로엔드에서 하이엔드에 이르기까지 뛰어난 컴퓨팅 효율과 성능, 확장성을 제공한다”고 밝혔다.

              교육 소식 >             3월 OpenFOAM 사용자 교육 안내 >             3월 OpenFOAM 사용자 교육 안내 OpenFOAM에 관심은 있으나 첫 발을 내딛지 못한 고객 여러분께 도움을 드리고자 초보 사용자를 위한 예제 실습 위주의 교육을 진행합니다. OpenFOAM 소개, 사용방법 및 예제 실습을 통해 사용자의 OpenFOAM 숙련도를 높일 수 있도록 도와드립니다. 일정 : 3월 20일 ~ 22일 (링크)를 클릭하시면 3월 OpenFOAM 사용자 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.                         3월 BARAM을 활용한 CFD 실전 교육 안내 >               BARAM을 활용한 CFD 실전 교육 CFD 기본 이론, 개념, 과정과 예제 실습을 하며 CFD를 처음 접하시는 분들의 이해를 도와드립니다. 실습은 공개소스 S/W인 BARAM을 사용하기 때문에 교육 후에도 제한 없이 사용할 수 있습니다. 일정 : 3월 28일 ~ 29일 (링크)를 클릭하시면 BARAM을 활용한 CFD 실전 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.                         4월 HPC 교육 안내 >              CAE / AI 엔지니어를 위한 HPC 교육 4월 CAE / AI 엔지니어를 위한 HPC 교육을 안내드립니다. [HPC 환경에서 CFD 및 AI 학습 방법] / [HPC 구축 실습을 통해 HPC 개념 이해] / [최적 성능을 도출 방안 및 효율적인 HPC 관리 방안]의 내용으로 교육이 진행됩니. 일정 : 4월 24일 ~ 25일 (링크)를 클릭하시면 CAE / AI 엔지니어를 위한 HPC 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.                           일반 소식 >             19th OpenFOAM WORKSHOP (OFW) >   19th OpenFOAM WORKSHOP OpenFOAM 유저들의 국제 워크샵인 19th OpenFOAM WORKSHOP (이하 OFW)가 중국 북경에서 개최됩니다. 지난 18th O.F.W.에 이어 이번 19th OFW에서도 OpenFOAM을 활용한 다양한 CFD 해석 사례들이 발표될 예정입니다. 여러분들의 많은 관심 부탁드리겠습니다. 장소 : 중국 베이징대학교 일정 : 6월 25일 ~ 6월 28일 사전 등록 기간 : ~4월 30일 (링크)를 클릭하시면 19th OFW에 대한 보다 자세한 안내를 확인할 수 있습니다.             WHAT IS OPENFOAM? OpenFOAM은 오픈소스 CFD 소프트웨어이다. GNU GPL 라이센스를 사용하고 있어 누구나 자유롭게 사용이 가능하며 수정 및 재배포를 할 수 있다.       WHAT IS MESHLESS CFD? 질점격자 기반의 CFD해석 기법으로 FVM해석 기법의 보존성을 갖추고 있으며 전처리 작업시간을 획기적으로 줄일 수 있습니다.FAMUS는 무격자 기법의 CFD 해석 SW 입니다.       WHAT IS BARAM SERIES? BARAM은 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM CFD 해석 프로그램입니다. 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM Solver와 Utility를 GUI 기반으로 사용이 가능합니다.           수신거부

  주요 CAE 소프트웨어 소개 전기전자 해석 소프트웨어, ZWSim-EM ■ 개발 : Zwsoft, www.zwsoft.com ■ 자료 제공 : 인피니크, 02-565-4123, www.zw3d-cad.kr ZWSim-EM은 고정밀, 고효율,낮은 메모리 공간 및 강력한 모델링 기능을 갖춘 3D 전파 전자기 시뮬레이터이다. 사용자에게 산업별 RF 관련 올인원 시뮬레이션 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있다. 1. 주요 기능 (1) EIT : 임베디드 통합 기술 ZWSim-EM의 주요 알고리즘인 EIT(Embedded Integral Technique)는 FDTD(Finite-Different Time-Domain)를 기반으로 자체 개발한 기술이다. Conformal Technology 및 Irregular Grid Processing Technology와 같은 일련의 기술과 함께 ZWSim-EM의 시뮬레이션 정확도와 효율성을 높인다. (2) 정확하고 효율적이며 적은 메모리 사용 EIT 알고리즘은 고정밀, 고효율 및 낮은 메모리 공간을 보장한다. (3) 쉬운 사용성 ZWSim-EM은 친숙한 사용자 인터페이스와 명확한 작업순서로 사용하기 쉽다. 사용자 인터페이스는 다른 영역을 드래그하여 사용자 정의할 수 있으며, 시뮬레이션 프로세스는 사용자 인터페이스 디자인과 일치한다. 전체 시뮬레이션 프로세스는 탐색 트리에서 위에서 아래로, 또는 리본 메뉴에서 왼쪽에서 오른쪽으로 설정할 수 있다. (4) 뛰어난 호환성 20 개 이상의 주요 CAD 형식과 완벽하게 호환되며, 다양한 CAD 파일을 자유롭게 가져오고 내보낼 수 있다. (5) 강력한 3D 모델링 ZWSim-EM은 파라메트릭 모델링과 같은 ZW3D의 강력한 모델링 기능을 사용하여, ZWSim-EM에서 직접 모델을 빌드 및 편집하여 모델링 효율성을 개선하고 향후 최적화를 용이하게 한다. 2. 주요 특징 (1) 풍부한 재료 라이브러리 ZWSim-EM은 160 가지 이상의 재료가 포함된 풍부한 재료 라이브러리를 제공하여 할당할 다양한 전자기 재료를 제공한다. 형상 모델의 경우 수백 종류의 재료를 선택할 수 있다. Infinitely Thin Faces의 경우 PEC 재료가 제공된다. 또한 특정 요구 사항에 따라 재료를 사용자 정의하고 새로 만든 재료를 재료 라이브러리에 추가할 수 있으므로 액세스 및 재사용이 편리하다. (2) 매개 변수 스윕 매개 변수 스윕은 특정 매개 변수 범위에서 결과가 어떻게 영향을 받는지 확인하고, 이에 따라 최적화하여 예상 결과를 얻도록 도와준다. 정산된 변수 매개 변수를 스캔 및 시뮬레이션하고, 특정 범위의 매개 변수가 결과에 미치는 영향을 분석하여 모델을 최적화하고, 설계 효율성을 개선하기 위한 참조를 제공할 수 있다. 여러 스위핑 작업을 설정하고 각 작업에 여러 스위핑 매개 변수를 추가할 수 있다. (3) 다중 어레이 패턴 ZWSim-EM은 안테나를 위한 강력한 어레이 기능을 제공하여 어레이 안테나 시뮬레이션의 효율적인 전처리를 실현한다. 어레이 안테나를 형성하고 시뮬레이션 요구 사항을 충족하기 위해 어레이 안테나 장치를 지원한다. 선형 배열, 원형 배열, 다각형 배열, 점 대 점 배열, 곡선 또는 표면을 따른 배열과 같은 다양한 배열 패턴을 사용할 수 있다. 또한 모델, 재료 및 포트를 동시에 배열하여 배열 안테나를 효율적으로 시뮬레이션할 수 있다. (4) 다중 배경 및 경계 옵션 다양한 종류의 배경과 경계가 있으며 안테나 및 도파 관과 같은 다양한 전자기 개체를 시뮬레이션해야 하는 요구를 충족한다. 기본 배경 재질은 진공이거나 재질 라이브러리에서 다른 재질을 선택하거나 직접 정의할 수도 있다. 개방 경계(기본값), PEC, PMC 및 주기적과 같은 다양한 경계가 지원된다. 안테나 시뮬레이션의 경우 배경은 진공이고 경계는 개방이다. 전력 분배기, 필터 등과 같은 도파관 시뮬레이션의 경우 배경은 PEC과 같은 도체일 수 있으며 경계는 PEC여야 한다. (5) 지능형 검사 시뮬레이션이 원활하게 실행될 수 있도록 사전 처리 설정의 유효성을 확인하기 위해, 그에 따라 분석 및 조정하여 프로젝트를 확인할 수 있다. 겹친 객체 검사, 배경 및 경계 검사, 여기 신호 검사, 여기 소스 검사, 프로브 검사, 메시 검사 및 솔버 검사를 포함한 여러 검사 옵션이 있다. 통과된 항목은 ‘√’로 표시되고, 실패한 항목은 메시지 보드에 오류 경고와 함께 ‘×’로 표시된다. 3. 도입 효과 기존의 값비싼 제품들의 오래된 논리들을 떠나 새로운 논리를 사용하여 솔루션을 제공함으로써, 전자기해석을 도입하고자 하는 사용자가 손쉬운 결과를 얻을 수 있도록 한다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  SW 소식 >   NextFOAM v24 공개 >   NextFOAM v24가 공개되었습니다. OpenFOAM ESI버전인 OpenFOAM v2212에서 수렴성 및 기능을 개선하였습니다. NextFOAM Github 페이지에 NextFOAM 24 소스 코드, 다운로드와 사용 방법을 업로드하였으니, 많은 관심 바랍니다. 다운로드 및 사용 방법은 (링크)를 참고하세요.   NextFOAM v24 Features pressure-velocity coupling 개선 velocity & density interpolation 개선 navier-stokes equation의 under-relaxation factor 의존성 개선 압력 구배항 이산화 방법 개선 비정상상태 솔버의 time step 의존성 개선 난류 모델의 생성항 선형화 방법 개선 CHT 솔버의 수렴 판정 기능 개발 porous media model 개선 MRF (Multi Reference Frame) 개선         BARAM Subscription 공개 >    BARAM의 기술지원이 필요하신 분들을 위해서 BARAM Subscription이 공개되었습니다. BARAM의 설치 지원, 기술 지원 뿐만 아니라 BARAM을 이용하여 User들이 원하는 해석 세팅 및 사용 방법, 교육 등을 지원해드립니다. BARAM을 이용해서 CFD 해석을 수행하고 싶지만 실무 적용에 어려움을 겪고 계신 분이라면 언제든지 도움을 받을 수 있습니다. 자세한 안내는 (링크)를 눌러 확인해주세요.   문의 : marketing@nextfoam.co.kr / 김동규 선임연구원           BARAM v24 공개 >   CFD for Everyone!! BARAM v24가 공개되었습니다. BARAM v24는 NextFOAM이 개발한 NextFOAM v24를 기반으로 GUI를 입힌 프로그램 패키지로 개발되었습니다. BARAM v24에는 어떤 기능이 추가됐는지 아래에서 함께 만나보시죠. (링크)를 누르시면 BARAM v24 안내 페이지로 이동합니다. baramFlow Porous media model의 수렴성 증가 모니터링 포인트의 위치 preview 기능 추가 Reference pressure cell을 이용하여 operating pressure location을 자동으로 지정 baramMesh Object preview 기능 추가 교육 소식 >   1월 CAE / AI 엔지니어를 위한HPC 교육 >   CAE / AI 엔지니어를 위한 HPC 교육 1월 CAE / AI 엔지니어를 위한 HPC 교육 일정을 안내드립니다. HPC 환경에서 OpenFOAM 수행 방법 및 병렬 AI 학습 방법 / HPC 구축 실습을 통해 HPC의 개념 이해 / 최적 성능을 도출할 수 있는 방안 및 효율적인 HPC 관리 방안을 목표로 교육이 진행됩니다. 일정 : 1월 31일 ~ 2월 1일 (링크)를 클릭하시면 1월 CAE/ AI 엔지니어를 위한 HPC 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.         2월 코드 개발자 교육 >   코드 개발자 교육 2월 OpenFOAM 코드 개발자 교육 일정을 안내드립니다. 사용자 요구에 맞는 OpenFOAM customized solver를 개발하고자 하는 사용자들 대상으로 교육이 진행됩니다. OpenFOAM 사용자 교육을 듣고 OpenFOAM 사용법을 숙지하고 계신 분들에게 수강 권장드립니다. 일정 : 2월 21일 ~ 2월 23일 (링크)를 클릭하시면 2월 OpenFOAM 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.           3월 OpenFOAM 사용자 교육 >    OpenFOAM 사용자 교육 3월 OpenFOAM 사용자 교육 일정을 안내드립니다. OpenFOAM 소개, 사용방법 및 예제 실습을 통해 사용자의 OpenFOAM 숙련도를 높일 수 있도록 도와드립니다. 일정 : 3월 20일 ~ 22일 (링크)를 클릭하시면 3월 OpenFOAM 사용자 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.         3월 BARAM 사용자 교육 >   3월 BARAM 사용자 교육 3월 BARAM 사용자 교육 일정을 안내드립니다. CFD 기본 이론 및 BARAM 소개와 BARAM을 통한 격자 생성, CFD 예제 실습을 통해 현업에 BARAM 적용을 도와드립니다. 일정 : 3월 28일 ~ 3월 29일 (링크)를 클릭하시면 3월 BARAM 사용자 교육 내용을 확인하실 수 있습니다.         WHAT IS OPENFOAM? OpenFOAM은 오픈소스 CFD 소프트웨어이다. GNU GPL 라이센스를 사용하고 있어 누구나 자유롭게 사용이 가능하며 수정 및 재배포를 할 수 있다.   WHAT IS MESHLESS CFD? 질점격자 기반의 CFD해석 기법으로 FVM해석 기법의 보존성을 갖추고 있으며 전처리 작업시간을 획기적으로 줄일 수 있습니다.FAMUS는 무격자 기법의 CFD 해석 SW 입니다.   WHAT IS BARAM SERIES? BARAM은 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM CFD 해석 프로그램입니다. 넥스트폼이 개발한 OpenFOAM Solver와 Utility를 GUI 기반으로 사용이 가능합니다.    

물리 법칙을 학습하는 인공지능으로 시뮬레이션을 개선   최근 인공지능(AI)에 대한 관심이 높아짐에 따라 시뮬레이션 분야에서도 딥러닝을 적용하려는 움직임이 크다. 이번 호에서는 시뮬레이션에서 딥러닝을 어떻게 응용하고 있는지 살펴보고, DNN과 PINN 알고리즘을 응용한 두 가지 예시를 소개한다.   ■ 안지수 태성에스엔이 유동 2팀 매니저로 유동해석에 대한 기술 지원을 담당하고 있다. 이메일 | jsan@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr   신경망 기법에 대한 이해 시뮬레이션 분야에 인공지능을 적용하는 다양한 방법 중 하나는 딥러닝을 사용하는 것이다. 딥러닝은 기본적으로 신경망 기법을 기반으로 하며, 초기는 컴퓨팅 장비의 한계로 인해 간단한 구조의 단층 퍼셉트론을 사용하였다. 그러나 최근에는 컴퓨팅 장비 및 병렬 연산 능력의 발전으로 인해 대규모 데이터셋과 고성능 계산을 처리할 수 있는 환경이 조성되면서 생성형 인공지능, 설명 가능한 인공지능, AutoML 모델 등 다양한 알고리즘으로 발전할 수 있었다. 딥러닝의 대표적인 구조를 살펴보면 <그림 1>과 같이 입력층(Input), 은닉층(Function f:), 출력층(Output)으로 나눌 수 있다. 이 구조는 함수와 유사하게 작동하며, 입력층과 출력층에 데이터를 제공하면 은닉층을 스스로 찾아낸다. 은닉층의 구성을 살펴보면 노드와 노드를 잇는 선으로 표현된다. 각 노드에는 신호를 계산하는 활성화 함수가 포함되어 있으며, 이러한 노드들이 여러 층을 형성하여 최종적으로 은닉층을 구성하게 된다. 이 노드들은 서로 데이터를 전달하면서 반복적인 학습을 진행하고, 일정 기준을 달성하면 인공지능 모델이 생성된다. 딥러닝의 장점 중 하나는 입력과 출력에 사용할 원본 데이터 형태가 중요하지 않다는 것이다. 그림, 소리, 문자 등 다양한 형태의 데이터도 학습이 가능하다.   그림 1. 신경망 구조의 예   시뮬레이션 AI 접근 방식 소개 시뮬레이션에서 인공지능을 응용하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 이미 알고 있는 데이터를 기반으로 목표 값을 예측하는 방법이 있고, 두 번째는 데이터 없이 목표 값을 예측하는 방법이 있다. 물론 기술이 발전할수록 이 두 가지 방법은 상호보완적으로 진화하기 때문에 이분법적인 구분은 상대적으로 의미가 줄어든다. 그럼에도 불구하고, 이 두 가지 방법에 대한 이해는 다음 단계로 나아가기 위한 기반을 제공하기 때문에 각각의 방법을 소개한다.  첫 번째로, 데이터 기반 인공지능 예측 모델을 활용한 경우로는 앤시스 옵티스랭(Ansys OptiSLang)의 Adaptive Metamodel of Optimal Prognosis(AMOP) 기능이 있다. AMOP은 고전적 수치해석 및 통계 기법과 인공지능을 결합하여, 최적화를 위해 더 합리적인 기법을 찾아내는 기능을 제공한다. 이 방법이 데이터 기반인 이유는 원하는 정보를 얻기 위해 일부 데이터를 수집해야 하기 때문이다.(그림 2) 따라서 처음부터 알 수 없는 변수를 찾는 것보다는 차수 축소, 차원 축소, 시스템 최적화 등 ROM(Reduced Order Models)과 같은 목적으로 활용된다.    그림 2. AMOP을 사용하기 위한 전처리 데이터   이와 같이 데이터 기반 인공지능 모델의 경우 어느 정도 시뮬레이션 시장에 나타나고 있다. 그러나, 두 번째 경우인 데이터 없이 예측 값을 출력하는 모델은 수치해석의 정확도를 유지하면서 빠른 결과 도출을 목표로 하기 때문에 아직 많은 연구가 진행 중에 있다. 이 모델의 대표적인 알고리즘으로 PINN(Physics-Informed Neural Networks) 알고리즘이 있다. 기존 신경망 기법은 입력값과 결과값 사이의 물리적 상관관계를 고려하지 못하는데 반해, PINN은 물리적 상관관계를 바탕으로 결과값을 예측하기 때문에 다른 딥러닝 알고리즘에 비해 더욱 타당한 결과를 예측한다는 장점이 있다. 앤시스에서도 PINN 알고리즘을 응용하여 새로운 솔버를 개발 중에 있다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

매스웍스는 세종대학교가 주최한 인공지능(AI) 분야 문제 해결 능력 경진대회 ‘2023 세종 AI 챌린지’를 후원했다고 발표했다. 이번 대회에는 총 196명의 학생들이 참가하여 매트랩(MATLAB) AI 툴을 활용한 아이디어를 구현했고, 최우수상을 비롯해 20명의 학생에 대해 시상이 이뤄졌다. 매스웍스코리아는 2022년부터 세종대학교 ‘세종 AI 챌린지’의 공식 후원사로 참여해 학생들에게 자사의 소프트웨어를 경험할 수 있는 환경을 제공했다. 또한 세종대학교의 ICT혁신인재4.0사업에 참여해 무인이동체 인재 양성을 위한 교육과정 발전에도 기여하고 있다. 올해 대회는 매트랩 트랙과 기타 트랙으로 구분된 해커톤으로 진행됐다. 매트랩은 기업, 대학, 정부기관에서부터 스타트업에 이르는 10만 개 이상의 다양한 규모의 기업에서 사용되고 400만 건 이상의 연구에 인용된 솔루션으로, 학생들은 이번 대회를 통해 매트랩을 사용한 실무 역량을 쌓을 수 있는 기회를 가질 수 있었다. 이번 ‘2023 세종 AI 챌린지’에서는 매트랩 온라인 서버에서 GPU를 사용해 IMU(Inertial Measurement Unit)를 몸에 장착한 환자의 활동 상태를 예측하는 문제가 출제됐다. 학생들은 클라우드 환경에서 매트랩 온라인에 접속하여 머신러닝과 이미지 처리 등에서 빠른 속도로 계산을 실행 및 확장했으며, 매트랩의 GPU 지원 기능을 통해 프로그래밍에 대한 깊은 지식 없이도 GPU 상에서 계산을 수행할 수 있었다. 이번 대회에서 최우수상을 수상한 세종대학교 지능기전공학부의 심재훈 학생은 매트랩의 심층신경망 디자이너 앱을 사용해 센서값의 데이터를 선별한 후, 컨벌루션 신경망(Convolutional Neural Network : CNN) 구조로 레이어를 구성해 문제를 해결했다. 심재훈 학생은 “이번 대회에서 스스로 문제를 분석하고, 데이터 전처리와 튜닝을 거치며 최적화된 모델을 개발하는 전체적인 과정을 깊게 고민해볼 수 있었다”고 말했다.     이번 경진대회는 세종대학교 소프트웨어융합대학 지능기전공학과 김성한 및 최유경 교수가 운영하였으며, 이현석, 김형석, 김세원(지능기전공학과), 전창재(인공지능학과) 교수가 심사했다. 김성한 교수는 “이번 대회에서 학생들은 매트랩 언어를 활용해 자동차, 로봇 등 여러 산업 분야에서 볼 수 있는 실무적인 프로젝트에 적용해 볼 수 있었다”면서, “매트랩의 높은 편의성은 학생들이 한층 고도화된 데이터 분석과 검증을 통해 좋은 결과물을 만드는 데 큰 도움이 됐다”고 말했다. 또한 김성한 교수는 “이번 2023세종AI챌린지에는 6개의 데이터를 이용하여 환자의 상태를 예측하는 문제를 출제했다”며, “일반적으로 전이학습을 통한 컨벌루션 신경망을 활용하기 위해서 3개의 데이터를 선별하는데, 최우수상을 수상한 심재훈 학생은 새로운 신경망을 구성하여 기존 6개의 데이터를 예측모델에 적용해 높은 정확도의 우수한 결과를 선보였다”고 말했다. 매스웍스코리아의 김경록 교육 기관 세일즈 매니저는 “매스웍스는 대학생들이 자사의 소프트웨어를 쉽게 활용할 수 있도록 예제와 교육영상과 같은 다양한 학습 자료를 제공하고 있다”면서, “학생들이 강의뿐 아니라 경진대회와 같은 다양한 기회에서 매스웍스의 소프트웨어를 통해 실무에 필요한 역량을 쌓을 수 있길 바란다”고 말했다.

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 

3차원 범용 열유동 해석 소프트웨어, scFLOW   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Software CRADLE, www.cradle-cfd.com ■ 자료 제공 : 쎄딕, 02-2624-0079, www.cedic.biz ScFLOW는 설계자나 시험담당자가 사용할 수 있도록 개발된 3차원 범용 열유동 해석 소프트웨어로, 다각형(Polygon) 격자를 기반으로 다양한 제품의 성능 평가 및 엑셀 등을 활용하여 자동화 프로세스를 구축함으로써 누구나 쉽게 사용 가능하도록 개발된 소프트웨어이다.   1. 주요 특징 scFLOW 소프트웨어는 ‘빠르게, 안정적으로, 쉽게’라는 개발 목표로 CAE 전문가가 아닌 설계자 또는 시험담당자들도 사용이 가능한 소프트웨어 개발로 다음과 같은 특징을 가지고 있다. ■ 다면체 기반의 소프트웨어 ■ 사용자 친화적인 인터페이스 ■ MSC소프트웨어와의 Co-simulation ■ 매크로를 활용한 손쉬운 자동화 2. 주요 기능 ■ 모델 수정 및 단순화가 가능한 전처리기 ■ 불연속 격자 및 Overset 격자 ■ 자유표면 해석 (정상/비정상) ■ 6자유도 운동 및 유체/구조 연성 해석 ■ 압축성 유동, 캐비테이션, 증발 및 결로 ■ 액막 모델 및 DEM ■ 열쾌적성 모델, 복사 및 팬 모델 ■ 자동화를 위한 스크립트 함수 3. 응용 사례 산업 전반에 걸쳐 제품 설계 및 평가를 위한 툴로 다양하게 이용되고 있다. 4. 기대 효과 scFLOW 소프트웨어는 CFD를 전공하지 않는 설계자들도 사용이 가능하므로 제품 설계시 샘플 제작 없이 조기에 성능을 검토할 수 있다. 또한, 대부분의 업체가 추진하고 있는 디지털 트윈 프로세스에서 유용하게 사용할 수 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기