PROCESS COMPRESSION

PROCESS COMPRESSION

Excellence in Engineering Simulation Volume IX | Issue 3 | 2015

ADVANTAGEADVANTAGE™

10 시간이 돈 17 펌프 25 PCB 경쟁

2 ANSYS ADVANTAGE Volume IX | Issue 3 | 2015

14 17 32

목차

FEATURES

10최적의 적용 사례

시간이 돈제품 개발에 이보다 더 적합한 격언은 없습니다. 적시에 제품을 출시하는 것은 시장 점유율을 높이고 성공에 이르는 핵심입니다. 예정된 제품 출시일을 맞추기 위해 업계를 선도하는 기업들은 시뮬레이션 기술을 사용하여 개발 프로세스의 모든 단계를 단축하고 있으며, 품질을 향상시키고 혁신의 기회를 만들고 있습니다.

14항공우주 및 국방

공기의 힘ANSYS 다중물리 소프트웨어를 사용하면 엔지니어들이 이전 세대보다 40% 이상 빠른 새로운 비행선을 설계할 수 있습니다.

17터보 기계

펌프세계 유수의 펌프 제조업체 중 하나인 Grundfos는 시뮬레이션 기반 개발로 펌프 효율을 높이고 제품 개발 기간을 단축하고 있습니다.

22소비재

불의 고리Whirlpool Brazil은 직접 모델링과 유동 시뮬레이션을 사용하여 새 가스레인지 개발 기간을 35% 단축했습니다.

25하이테크

PCB 경쟁ANSYS Electronics Desktop을 사용하여 고속 인쇄회로기판(PCB) 설계에서 수십만 달러의 비용과 수개월의 시간을 절약합니다.

29에너지

조류 발전한 컨설팅 회사는 시뮬레이션을 채택함으로써 이전 설계보다 4배 많은 전력을 생산하도록 혁신적인 조류 발전기의 설계를 최적화합니다.

32에너지

해양 발전소DCNS에서는 ANSYS 시뮬레이션과 서비스를 사용하여 해양 재생 에너지 기술의 설계를 최적화합니다.

WWW.ANSYS.KR ANSYS ADVANTAGE 3

37유물 보존

파손된 아담 조각상의 복원메트로폴리탄 미술관의 예술품 관리 위원들은 시뮬레이션 전문가들에게 600년 된 조각상의 복원에 도움을 요청했습니다.

42자동차

실링의 발전Daikin은 중합체 전문 지식으로 배터리 개스킷 설계를 개선하도록 도와 자동차 리튬 이온 배터리의 안정성과 수명을 향상시키고 있습니다.

46발상적 선구자

발전 분야의 혁신소형 수력 발전 시스템과 엔진 냉각 펌프 분야의 세계적 선도업체인 Gilkes는 입증된 제품을 기반으로 오랜 기간 성공을 이어오고 있습니다. 2013년, 회사의 경영진은 업계에서 선두를 지켜나가려면 제품 혁신이 필요하다는 것을 인식했습니다. 이 회사는 사내에서 엔지니어링 시뮬레이션 분야의 전문가를 양성함으로써 빠르고 비용 효율적으로 회사 제품군을 재창조하고 있습니다. 162년의 성공적인 역사를 자랑하는 이 오래된 회사는 대대적인 혁신을 목표로 하는 다른 회사를 위해 몇 가지 교훈을 알려주었습니다.

37 46

SIMULATION@WORK DEPARTMENTS

50솔루션

ANSYS AIM 소개: 모든 엔지니어를 위한 시뮬레이션이 통합 시뮬레이션 솔루션은 단 하나의 최신 사용자 환경 내에 모든 ANSYS 물리 솔루션을 포함하고 있습니다.

50

표지 소개

점점 더 긴급해지는 예정된 제품 출시일을 맞추기 위해 기업들은 설계 사이클을 압축하고 제거하며 병렬화하는 시뮬레이션의 전략적 구축에 의존하고 있습니다.


시뮬레이션 분야의 새소식

TKNEWS

ANSYS 16.2: 시뮬레이션 플랫폼의 최신 업데이트 Aerospace Manufacturing and Designonlineamd.com, 2015년 8월

새로 릴리즈된 ANSYS 16.2를 사용하면 엔지니어가 완전한 시스템의 가상 프로토타입을 만들 수 있으며, 이를 통해 관련 산업에서 상당한 혁신을 실현하

고 차세대 제품을 출시할 수 있습니다. 자동차부터 스마트폰, 웨어러블 스마

트 기기에 이르기까지, 제품은 점점 더 복잡해지고 개발 기간은 단축되고 있기 때문에 전체 시스템의 시뮬레이션을 해야 할 필요성이 증가합니다. 엔지

니어는 시뮬레이션을 통해 재료, 전자 부품 및 프로세스의 빠른 혁신이 가져

다주는 수많은 기회를 완벽하게 활용할 수 있습니다.

전 세계 학생들을 위한 무료 엔지니어링 시뮬레이션 소프트웨어 Pittsburgh Business Times

bizjournals.com/pittsburgh, 2015년 8월

ANSYS Student는 최첨단 ANSYS 시뮬레이션 워크플로, 전처리, 후처리 및 솔버 솔루션을 직접 경험하면서 시뮬레이션의 기본 사항을 배우고 싶어 하는 학생들을 위해 무료로 제공되는 입문용 아카데미 소프트웨어 패키지입니다. 학생들은 기초적

인 수준의 모델부터 복잡한 실제 규모 모델에 이르기까지, 광범위한 기계 및 유체 시뮬레이션을 해결할 수 있습니다. ANSYS는 소프트웨어를 제공할 뿐만 아니라 자기 주도적 기술 지원, 설치 비디오, FAQ, 입문용 자습서 등을 제공합니다.

ANSYS 소프트웨어를 사용하여 항공기 공기 품질을 분석한 청소년 엔지니어 Desktop Engineering

deskeng.com, 2015년 7월

공기를 통해 감염되는 질병의 확산에 대해 다룬 최근 뉴스 헤드라인에 영감을 받은 17세의 레이먼드 왕은 ANSYS CFD를 사용하여 비행기 객실을 모델링하고 병원체가 어떻게 객실 공기 흐름을 통해 전파되는지 시뮬레이션을 했습니다. 그런 다음 시뮬레이션에서 얻은 정보를 사용

하여 각 승객의 공기 품질을 개선하는 공기 흡입구 유도 시스템을 설계했습니다. 레이먼드는 이 연구로 상금과 함께 인텔 국제과학기술경진대회에서 고든 무어상

(Gordon E. Moore Award)을 받았습니다.

“한 승객이 객실 내에서

재채기를 하면 질병

전염과 관련된 주요

문제가 발생합니다.”

— 레이먼드 왕, 학생

“우리는 단지 유동학 전문가나 역학 전문가가 되는

것이 아니라 액체 봉입식 마운트(hydromount)

전문가가 될 수 있는 툴을 만들고 있으며 문제를

해결할 수 있도록 모든 툴을 한 곳에 모았습니다.

이것이 다중물리 소프트웨어의 정신입니다.”

— 산디프 소바니, ANSYS의 글로벌 자동차 산업 책임자

다중물리: 엔지니어링의 새 지평 Automotive News

autonews.com, 2015년 8월

자동차 제조업체는 다중물리 시뮬레이션을 사용하여 자동차와 자동차 구성 요소

를 더욱 빠르고 비용 효율적으로 설계, 개발, 테스트 및 검증하고 있습니다.


시뮬레이션을 통한 EGR 냉각기 수명 향상 Engineering.com

engineering.com, 2015년 5월

ANSYS Fluent 및 ANSYS Mechanical을 사용하는 배기가스 재순환(EGR) 냉각기 시뮬레이션은 엔지니어들이 시스템의 열응력을 평가하고 최적화하는 데 도움이 됩니다.

D-WAVE의 양자 컴퓨터 프로세서 시뮬레이션 The Register theregister.co.uk, 2015년 5월

캐나다 소재 기업인 D-Wave는 큐비트(qubit)라고 하는 초전도 반도체 회로 512개로 구성된 칩을 제조하며, 이 칩은 자기의 영향이 최소화되는 절대 0도에서 극초단

파로 실행됩니다. D-Wave는 ANSYS 엔지니어링 소프트웨어를 사용하여 프로세서 설계의 시뮬레이션을 하고 있으며, 자기 차폐 분야에서 돌파구를 마련했다고 자평

합니다.

“CFD 시뮬레이션에서는

사이클 선수와 자동차를

서로 매우 가깝게

배치할 수 있습니다.

실제 실험에서는 사이클

선수가 위험하기 때문에

이렇게 할 수 없습니다.”

— 버트 블로큰, 아인트호벤 대학 교수

ANSYS CFD를 사용한 사이클 선수의 공기 역학 연구 Desktop Engineering

deskeng.com, 2015년 6월

아인트호벤 대학의 버트 블로큰 교수

(Ph.D)가 이끄는 팀은 사이클 선수와 자동차에 대한 공기 역학 분석을 수행하여 자전거와 그 뒤를 따르는 자동차 사이의 거리가 50km 타임트라이얼 경기에서 최대 24초까지 속도에 영향을 미칠 수 있으

며, 투르 드 프랑스 우승자를 결정할 정도의 영향이 있음을 보여 주었습니다.

여러 조건에 대해 터보차저를 최적화할 때의 문제점 Engineering.com

engineering.com, 2015년 4월

설계자는 터보차저를 설계할 때 많은 조건을 최적화해야 합니다. 예를 들어 비용, 열, 진동, 내구성, 연비, 크기 등을 최적화해야 합니다. 개발 기간이 단축되면서 첫 번째 프로토타입부터 이러한 모든 요구 사항을 충족하도록 보장하려면 엔지니어

들에게 다중물리 시뮬레이션 툴이 필요합니다.

슈퍼 컴퓨팅 기록을 경신한 ANSYS와 CRAY ANSYS ANSYS.com, 2015년 9월

ANSYS와 Cray Inc.는 두 곳의 슈퍼 컴퓨팅 센터와 협력하여 ANSYS Fluent를 129,000개 컴퓨팅 코어로 확장함으로써 종전의 시뮬레이션 세계 기록을 경신했으

며, 이를 통해 조직은 제품의 완벽한 가상 프로토타입을 만들어 혁신에 박차를 가할 수 있습니다. 이 기록은 종전 기록보다 거의 400% 향상된 것입니다.

최근 기업 인수로 사물 인터넷 제품군을 확장한 ANSYS Pittsburgh Business Times

bizjournals.com, 2015년 9월

ANSYS는 Delcross Technologies의 자산 대부분

을 인수했으며, 이로써 ANSYS 사용자들은 해당 운영 환경 내에서 안테나가 상호 작용하는 방식

과 이러한 동작이 간섭 없이 데이터를 송수신하

는 시스템의 전반적인 능력에 미치는 영향을 파악할 수 있게 될 것입니다. 사물 인터넷의 발전

으로 안테나는 다양한 산업과 제품에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 하지만 안테나와 다른 전자 구성 요소가 장치의 작동을 방해할 수 있으

며, 이러한 현상을 전자기 간섭 또는 EMI라고 합니다. Delcross의 솔루션은 EMI 문제를 식별하고 완화하도록 지원합니다.

“회사가 경쟁력을 확보하고 고객 요구 사항을 충족하려

면 시뮬레이션을 사용해야 합니다. 그러지 않으면 정해진

설계 사이클 목표를 달성하는 것이 불가능합니다.”

— 브래드 허친슨, ANSYS의 글로벌 터보 기계류 산업 책임자


고객 사례

1996년 설립된 TERA Lab(Terahertz Interconnection and Package Laboratory)은 한국과학기술원(KAIST)의 전기 및 전자공학부 소속으로 Electromagnetic Interference(EMI), Signal Integrity(SI), Power Integrity(PI)를 고려한 Low Noise, High Integrity 시스템 설계를 전문적으로 연구하고 있다. 김정호 지도교수와 김종훈 연구교수 이하 Post Doc., 박사 및 석사 과정, 연구 스태프까지 약 30명 정도의 큰 규모로 다양한 분야의 연구가 진행되고 있다.

TERA Lab은 삼성전자, SK 하이닉스, ETRI 등의 국내 기업뿐만 아니라 Apple이나 Intel, Cisco, Qualcomm, Xilinx, Nvidia, Altera, Silicon Image 등 유수의 글로벌 기업에서 인정받는 재원을 배출하며 주목받고 있다.

김정호 지도교수, 한국과학기술원(KAIST) TERA Lab

TERA Lab 소개• 1996년 설립. KAIST의 전기 및 전자공

학부 소속 연구소

• SI, PI, EMI를 고려한 Low Noise, High Integrity 시스템 설계 연구

ANSYS 솔루션 사용 현황• ANSYS Academic Research EM• ANSYS Academic Research HF• ANSYS Academic Research Mechanical• ANSYS Academic Research Electronics

Thermal

기대 효과 및 성과• 설계, 측정, 검증 등의 모든 연구 프로세스에서 시뮬레이션 활용하여 연구 성과 향상

• 설계 전 단계에서 시뮬레이션 툴을 활용하여 창의적인 아이디어 도입, 검증

• 기업과의 협력 프로젝트 진행 시 시뮬레이션 통해 개발 기간 단축 및 비용 절감

�한국과학기술원(KAIST) TERA Lab

KAIST TERA Lab ANSYS CAE 솔루션 통해 연구 설계부터 검증까지 혁신 주도


시뮬레이션 소프트웨어 도입으로 개발 기간 단축, 품질은 상승

연구실 설립 초기부터 CAE 솔루션 강조

�연구 과정에서 시뮬레이션 소프트웨어는 상당한 비중을 차지한다. TERA Lab 연구원들은 설계부터 측정, 검증까지 전 단계에서 시뮬레이션을 활용하고 있다.

시뮬레이션 소프트웨어는 기업뿐

만 아니라 끊임없이 새로운 기술을 연구

하고 개발하는 학계에서도 상당히 중요

한 역할을 하고 있다. TERA Lab은 연구

실 설립 초기부터 시뮬레이션 소프트웨

어의 중요성을 강조해왔다. 상용 소프트

웨어가 많지 않던 과거에는 직접 FDTD (Finite Difference Time Domain) 시뮬레

이션 툴을 개발하여 사용하기도 했다. 현재 TERA Lab은 ANSYS Academic

R e s e a r c h E M , A N S Y S A c a d e m i c Research HF, ANSYS Academic Research Mechanical, ANSYS Academic Research

Electronics Thermal 총 4개의 ANSYS CAE 솔루션을 사용하고 있다.

연구실 초창기부터 시뮬레이션을 이 용한 다양한 연구 활동과 그 결과를 인정

받아 현재 TERA Lab은 ANSYS 이외에도 7개 이상의 국내외 업체의 소프트웨어

를 사용 중에 있다. 이는 상용 버전으로 계산하면 대략 200억 원 이상으로 TERA Lab의 연구에 있어 시뮬레이션 소프트

웨어가 상당한 비중을 차지하고 있음을 알 수 있다.

TERA Lab은 연구 과정에서 시뮬레

이션 소프트웨어를 적극 활용함은 물론

ANSYS에서 지원하는 다양한 서비스(각종 교육, 세미나, 컨설팅 등)를 통해 보다 효율적인(Cost-effective) 연구 환경을 갖추게 되었으며, 다양한 분야에서 혁신적

인 연구 성과를 내고 있다.TERA Lab의 김정호 지도교수는 연구

실 설립 초기부터 시뮬레이션 소프트웨

어를 강조해온 이유와 오랜 기간 ANSYS의 시뮬레이션 소프트웨어를 사용함으

로써 얻은 효과에 대해 다음과 같이 설명

했다.

TERA Lab은 많은 기업들과 협업을 진행해왔다. 설립 초기부터 시뮬레이션을 기본적으로 이용하던 TERA Lab 과는 달리, 엔지니어링 시뮬레이션에 대한 이해가 부족

한 기업의 경우에는 연구원들이 직접 기업 관계자들에게 시뮬레이션의 중요성을 설득하고, 활용 기술을 지도하기도 했다.

“시뮬레이션 소프트웨어를 사용하지 않는 경우 연구 샘플을 실제로 제작하여 결과를 확인하는 방법밖에 없습니다. 따라서 개발에서 양산까지 재설계 횟수가 평균 7회 이상일 정도로 상당한 시간과 비용, 노력을 필요로 합니다. 하지만 샘플 제작 이전

에 시뮬레이션을 통해 연구 가설을 검증, 확인하게 되면 재설계 횟수를 약 2~3회 정도로 줄일 수 있습니다. 기업들이 TERA Lab과의 협업을 통해 시뮬레이션 소프트웨어

를 개발 과정에 도입하여 개발 기간을 단축함은 물론 제품의 품질을 높이고, 실제 매출이 증대된 다수의 사례가 있습니다.”


고객 사례

연구에 활용되는 시뮬레이션 소프트웨어에 있어 정확성은 가장 기본적이며 핵심적인 요소이다. TERA Lab은 설립 초기부터 ANSYS의 소프트웨어를 사용해왔다. 도입 초기는 엔지니어링 시뮬레이션이 상용화되기 이전이었지만 ANSYS의 소프트웨

어는 타사 제품에 비해 정확한 시뮬레이션 결과로 믿고 선택할 수 있었다.“ANSYS의 시뮬레이션 소프트웨어는 정확한 데이터로 TERA Lab의 전체 연구 과

정에 있어 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 오랜 기간 연구실 내 많은 연구원과 엔지니어들이 사용하며 자연스럽게 ANSYS의 툴에 대한 이해도가 높아졌음은 물론, 가장 핵심적인 시뮬레이션 결과값에 대한 믿음이 있었기 때문에 연구실 설립 초기부터 지금까지 오랜 기간 사용할 수 있었습니다.”

정확한 데이터와 뛰어난 호환성 제공하는 ANSYS CAE 솔루션으로 연구 성과 향상

�ANSYS HFSS를 통한 모델링 및 시뮬레이션을 통해 3-dimensional Integrated Circuit (3D IC)에서의 TSV와 Active Circuit 사이의 잡음전달 현상(Noise Coupling) 분석

�국제 자기장 인체 노출 규격(ICNIRP)에 맞는 시스템 설계를 위해 ANSYS Maxwell을 통한 3륜 전기 자동차 무선 충전시스템에서의 자기장 시뮬레이션

�TERA Lab 김정호 지도교수

TERA Lab 연구원들의 연구 과정에 있어서도 시뮬레이션 소프트웨어는 상당한 비중을 차지하고 있다. 전기자동차, 무선 전력전송, 채널 시뮬레이터, 글래스 인터포저 및 패키징 기술 등 다양한 분야의 연구가 진행되는 만큼, 연구원마다 각 분야별로 ANSYS HFSS, ANSYS SIwave, ANSYS Maxwell 등의 여러 소프트웨어를 연구에 활용하고 있다. 제품을 설계하고 측정, 검증하는 모든 단계에서 시뮬레이션이 사용되고 있으며, 또한 연구원들은 실제로 ANSYS의 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 자신의 아이디어를 검증해봄은 물론, 반대로 아이디어를 얻어 연구에 도움을 받는 경우도 있다고 한다.

ANSYS 소프트웨어는

정확한 시뮬레이션 값은 물론

뛰어난 안정성과 호환성으로

다양한 연구 프로젝트를

성공적으로 이끌었습니다.


TERA Lab, ANSYS와의 긴밀한 상호 협력을 통한 시너지 기대

“TERA Lab은 많은 국제적인 학회, 저널에 논문을 발표하고 있습니다. 시뮬레

이션 소프트웨어는 좋은 연구 결과를 내기 위한 가장 기본적이지만 중요한 요소

라고 생각됩니다. 최근 많은 학계 논문

에서 ANSYS의 솔루션을 통해 시뮬레이

션 한 결과를 근거로 제시하고 있는 것을 보면 ANSYS의 CAE 솔루션이 학계에서 폭넓게 신뢰, 인정받고 있음을 알 수 있습니다.”

또한, 5월 개최된 ‘2015 ANSYS 컨버

전스 컨퍼런스’에는 TERA Lab의 김종훈

다른 연구실, 기업과의 협업 과정에

서 데이터의 교환과 커뮤니케이션은 상당히 중요하다. ANSYS의 CAE 솔루션은 호환성과 인지도 측면에서도 강점을 가진다.

“기업과 연구 프로젝트 진행 시 서로 사용하는 툴이 다르면 매번 데이터를 변환하여 전달해야 하는 수고가 필요합니

다. 변환 과정에서 오류가 발생하기도 하고, 커뮤니케이션도 원활하게 진행되

기 어렵죠. 하지만 저희 TERA Lab과 협

이처럼 두터운 고객층을 보유하고 있는 CAE 솔루션 기업은 ANSYS가 유일합니다. ANSYS는 관련 업계와 학계에서 오랫동안 신뢰를 받고 있습니다.

업을 진행하는 많은 기업이 ANSYS의 소프트웨어를 사용하고 있었으며, ANSYS가 아닌 타사의 제품을 사용하는 경우에

도 ANSYS는 타사 제품과의 호환이 용이

하여 연구가 보다 수월하게 진행될 수 있었습니다. ANSYS에 대한 기본적인 인지

도와 신뢰 또한 좋은 연구 성과를 내는데 도움이 되었습니다.”

TERA Lab의 김정호 교수는 ANSYS가 제공하는 고객 대상 소프트웨어 교육과

정 또한 큰 장점으로 언급했다.

“EM 시뮬레이션 툴은 대부분 초기 사용법을 익히고, 연구에 적용하는데 어려움이 있습니다. 하지만 ANSYS는 고객

을 대상으로 한 소프트웨어 사용법 교육

이나, 충분한 자료를 제공하여 보다 쉽게 접근할 수 있습니다. 문제점 및 개선

점에 대한 고객 의견도 빠르게 잘 반영해

주어 만족스럽게 사용하고 있습니다.”

교수가 연사로 참여하여 최신의 연구 사례에 대해 발표하기도 했다. TERA Lab과 ANSYS는 소프트웨어를 단순히 사용하

고, 제공하는 관계를 넘어 긴밀한 협업

을 지속할 계획이다.“이번 ‘2015 ANSYS 컨버전스 컨퍼런

스’와 같이 대규모 행사를 진행할 정도로 국내에서 두터운 사용자 층을 보유하고 있는 CAE 솔루션 기업은 ANSYS 밖에 없을 것입니다. TERA Lab은 ANSYS가 개최

하는 컨퍼런스, 워크샵 등의 주요 행사

에 참여하며 관련 업계, 학계에 많은 도움을 드리려 노력하고 있습니다.

또한, TERA Lab 연구진들은 ANSYS의 엔지니어링 소프트웨어 소식지인 ‘ANSYS Advantage Magazine’에 최신의 연구 내용과 사례를 지속적으로 기고할 예정입니다. 이러한 협력관계는 ANSYS에 대한 신뢰에서 시작되며, 학계는 물론 CAE 솔루션의 발전에 있어서도 함께 긍정적인 시너지를 일으킬 것으로 기대됩

니다.”


제 품의 성공을 이끄는 다양한 요소가 있지만 가장 중요한 것은 제품 출시 시간입니다. 신규 시장 경쟁에

서 승리하려는 혁신 기업이든지, 아니면 고객 요구에 맞춰 발빠르게 대응하려는 회사이든지, 고객이 회사의 제품을 가장 필요로 할 때 절호의 기회를 놓치지 않는 것이 중요합니다.

Caterpillar Inc.는 50년 전에 전 세계적인 대규모 건설 및 채굴 프로젝트의 증가 추세에 맞추어 회사의 대표적인 제품인 D9 무한궤도형 트랙터를 다시 설계하기로 결정했습니다. 거의 10년 동안 설계와 테스트를 거친 후 D10 무한궤도형 트랙터를 선보였습니다. 이 트랙터의 획기적인 고가식 드라이브 스프로킷 설계는 다른 경쟁업체가 긴 설계 과정을 거치는 동안 적어도 10년은 회사의 시장 주도권을 보장했습니다. [1] 오늘날, 기술 우위의 이점은 오랫동안 유지되지 않습니다.

이 일상적인 혁신의 시대에 기업은 더 이상 제품 개발에 십 년

을 낭비하거나 미래에도 계속 시장 주도력을 유지할 수 있다고 가정할 수 없습니다. 예를 들어 D10 무한궤도차의 사례와, 시장

을 선도하는 하이브리드 건설 장비를 출시한 건설 장비 제조업

체가 겪고 있는 현재의 경쟁 상황을 비교해 보겠습니다. Komatsu는 최초의 하이브리드 굴착기를 2011년에 출시했으며, 단 3년 내에 전 세계 경쟁업체 중 적어도 네 곳에서 각각 고유한 하이브

리드 장비를 출시했습니다. [2] 하이브리드 건설 기계 시장을 지배하기 위한 경쟁은 이제 막 시작되었을 뿐입니다.

사이클로부터의 자유

적시에 제품을 출시하려면 최초 콘셉트부터 최종적인 제조

에 이르는 전 과정에서 엔지니어링 및 프로세스의 효율성이 필요합니다. 그 중심에는 제품 개발 프로세스가 있습니다. 수십 년 동안 제조업체는 제품이 고객이 요구하는 높은 품질 수준을 계속 충족하도록 보장하면서 생산 시간을 단축하는 프로세스 개

최적의 적용 사례

작성자: 토드 맥데빗, ANSYS 기업 마케팅 책임자

제품 개발에 이보다 더 적합한 격언은 없습니다. 적시에 제품을 출시하는 것은 시장 점유율을 높이고 성공에 이르는 핵심입니다. 예정된 제품 출시일을 맞추기 위해 업계를 선도하는 기업들은 시뮬레이션 기술을 사용하여 개발 프로세스의

모든 단계를 단축하고 있으며, 품질을 향상시키고 혁신의 기회를 만들고 있습니다.

시간이 돈


발에 집중했습니다. 이러한 기업들은 설계, 물리적 프로토타입 제작, 테스트, 재설계, 새 프로토타입 제작을 반복하는 시행착오 기반 프로세스가 비용이 많이 들고 시간 소모적인 병목 지점이라는 사실

을 오래전부터 인식하고 있습니다. 물리

적 모형은 고가일 뿐만 아니라 테스트에

서도 계통적인 설계 문제를 해결하는 것이 아니라 개별 문제를 확인하는 과정이 사용되는 경우가 많습니다.

전 세계 주요 기업들은 이러한 한계

를 극복하고 물리적 테스트 의존성을 줄이기 위해 가상 프로토타입을 만들고 있습니다. 이들은 시뮬레이션 솔루션을 사용하여 단일 물리적 프로토타입을 만드는

데 필요한 것의 몇 분의 1에 해당하는 시간

과 비용으로 실제 조건에서 보다 효과적

으로 설계를 테스트하는 가상 모델을 만듭니다. 또한 디지털 모델을 사용하면 엔지니어가 제품 설계를 고립된 개별 부품

으로서가 아니라 하나의 시스템으로서 분석할 수 있습니다.

이러한 현상과 더불어 제품이 더욱 지능적이며 복잡해지고 있습니다. 고급 기능들을 제공하고, 안전을 향상시키며, 전

력 소비를 줄이기 위해 소프트웨어로 제어되는 메카트로닉 시스템이 일반적으로 사용됩니다. 이러한 제품을 구성하는 기계, 전기 및 임베디드 시스템을 테스트하

는 것이 전례 없이 복잡해졌습니다. 이제 제조업체는 물리적 프로토타입을 제작하

여 성능을 테스트하기 훨씬 이전에도 복잡한 시스템에서 다양한 구성 요소의 작용 방식을 알 수 있어야 합니다.

Volvo는 이 어려운 문제를 미리 간파

한 기업입니다. Volvo는 시뮬레이션과 다른 방법을 통합하여 제품 리드 타임을 42개월에서 30개월로 단축했습니다. [3] 하지만 Volvo는 경쟁업체들과 마찬가지로 여기에 그쳐서는 안 된다는 것을 알고 있

습니다. Volvo의 목표는 2020년까지 리드 타임을 20개월로 단축하는 것입니다. 이 목표를 달성하려면 설계 프로세스의 모든 단계를 재검토하고 압축해야 합니다.

프로세스 압축

일반적으로 기업에서는 프로토타입

을 만들기 전, 설계를 검증하기 위해 시뮬레이션 툴을 사용해 왔지만, ANSYS는 미래를 바라보고 개발 프로세스를 더욱 압축할 수 있는 기술과 사례에 투자해 왔습니다. 프로세스 압축은 세 가지 주요 전

모델 기반 시스템 엔지니어링: 비즈니스 기회와 구현 과제 극복ansys.com/93mbse

기업은 더 이상 제품 개발에 십 년을 낭비하거나 미래에도 계속 시장 주도력을 유지할 수 있다고 가정할 수 없습니다.

�시뮬레이션을 사용함으로써, 휴대 전화 안테나 설계 회사

인 Vortis는 구축 후 테스트(build-and-test) 방법에 필요한 것의 1/10에 해당하는 시간과 비용으로 특정 휴대 전화의 맞춤형 안테나 설계를 생성할 수 있었습니다. Vortis 엔지니어

들은 시뮬레이션 프로세스 시작 단계에서 고려해야 할 모든 요소를 추가한 다음 ANSYS Optimetrics 파라메트릭 분석 툴을 사용하여 전체 설계 공간을 탐색하는 일련의 반복 실행으

로 구성된 설계 실험을 생성함으로써 설계 프로세스를 단일 단계로 단축시켰습니다.

�Nebia는 물을 분무하는 방식으로 샤워의 개념을 바꾼 샤워기 꼭지를 만들었습니다. ANSYS 시뮬레이션은 물을 절약하고 더 나은 샤워 환경을 만드는 이 설계를 실현하는 데 도움을 주었습니다.

“시장에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있는 마지막

10%나 20%를 최적화하는 유일한 방법은 매우 높은

수준의 정밀도와 엄청나게 빠른 반복 사이클을 사용하는

것입니다. 우리 회사는 ANSYS 소프트웨어를 사용하여

시뮬레이션을 시작했으며 9개월이 걸리던 작업을 4~5주

내에 할 수 있게 되었습니다.”

— 필립 윈터, Nebia의 공동 창립자 겸 CEO


최적의 적용 사례

략을 중심으로 이루어집니다. 즉, 각 설계 사이클을 압축하고, 사이클 수를 줄이

며, 병렬 또는 동시에 엔지니어링을 수행

하는 것입니다.

각 설계 사이클 압축

빠른 속도가 항상 최선은 아닙니다. 하지만 혁신을 저해하거나 설계 후반 단계

에서 문제를 발생시키지 않고 설계 프로

세스를 단축할 수 있는 방법이 있습니다. 대부분의 기업에서 엔지니어, 설계

자 및 분석가는 일상적이고 반복적인 작업과 절차를 수행하는 데 상당한 시간을 소비합니다. 대개 이러한 절차는 팀마다 다르고 문서화되어 있지 않거나 일관성

이 없습니다. 이러한 문제를 완화하려면 기업 내의 시뮬레이션 통제 그룹이 최적

의 시뮬레이션 적용 사례를 명문화함으

로써 일상적인 작업을 자동화하고 오류

를 줄이고 빠른 설계 의사 결정을 지원해

야 합니다. 이를 위해서는 전사적으로 구축할 수 있는 통합된 시뮬레이션 플랫폼

이 필요하며, 이러한 플랫폼에는 워크플

로와 분석 소프트웨어가 개방적이며 적

응성이 있는 아키텍처로 통합되어 있어

야 합니다. ANSYS Workbench는 동급 최고의 솔버 기술과 마법사 및 자동화된 프로세스로 이 통합 플랫폼을 제공합니다. 엔지니어는 시뮬레이션 설정과 실행에 소비하는 시간을 줄이고 결과 분석과 엔지

니어링 의사 결정에 시간을 집중적으로 투자할 수 있습니다.

Whirlpool Brazil은 ANSYS Workbench 환경에서 ANSYS SpaceClaim Direct Modeler를 사용하여 설계 프로세스를 향상시켰습

니다. 엔지니어들이 설계 수정 사항을 검토하고 수행할 수 있게 되었으며 설계 사이클이 극적으로 단축되었습니다. 22페이지의 사례를 참조하십시오.

DCNS는 해양 재생 에너지 기술을 설계하면서 ANSYS CFD를 연구원만 사용하

도록 제한하지 않고 제품 개발 및 설계 엔지니어링의 모든 사용자에게 제공했습니

다. 결과적으로, 미래의 열기관 발전소, 선박 추진 시스템의 크기와 비용이 줄어들

었습니다. 자세한 내용은 이번 호 32페이

지를 참조하십시오.고성능 컴퓨팅(HPC)은 설계 사이클 단

축에서 다른 무엇보다 중요합니다. 시뮬

레이션의 복잡성과 규모가 증가하면서 잘 갖추어진 데스크톱 컴퓨터에서조차 시뮬

레이션에 수시간, 경우에 따라 수일이 걸릴 수 있습니다. 엔지니어링 팀에게는 더 큰 규모의 모델을 정확하고 신속하게 해석할 수 있는 솔루션이 필요합니다. ANSYS HPC를 사용하면 엔지니어가 설계의 성능

에 대한 정확하고 심층적인 정보를 제공

하는 대규모 고성능 모델을 생성할 수 있습니다. 엔지니어가 더 큰 규모의 모델을 더 빠르게 해석할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 설계 파라미터를 사용하여 더 많은 시뮬레이션을 함으로써 훨씬 넓은 설계 공간을 탐색할 수 있게 됩니다.

Daikin Industries, Ltd.는 ANSYS 구조 역학 솔루션을 사용하여 배터리 개스킷

의 수명에 대한 노후화의 영향과 악조건

을 분석했습니다. 이 회사는 많은 시간을 절약하고 훨씬 더 많은 설계 변형을 검토

하여 내구성이 뛰어난 새로운 배터리를 개발했습니다. 자세한 내용은 42페이지

를 참조하십시오.

사이클 제거

각 사이클에 소비되는 시간을 단축하

는 것도 중요하지만 처음부터 최상의 설계를 찾고 사이클 수를 줄이면 훨씬 뛰어

난 결과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 한 자동차 부품 공급업체는 제동 성능, 내구

성 및 소음 요구 사항을 충족하면서 디스

크 브레이크의 열전달 계수를 극대화해

야 했습니다. 모든 요구 사항을 충족하는 설계를 찾으려면 다양한 엔지니어링 분야를 고려해야 합니다.

현재 개별적 공급업체의 여러 툴을 배포하는 고립된 설계 팀을 사용하여 이 상황

을 해결하는 많은 기업에서 데이터 형식 및 전달 문제가 발생하고 있습니다. 이 접근 방식은 효율적일 수 없습니다. Aberdeen Research Group은 550개 기업에 대한 연구에서 여러 플랫폼에 분산된 데이터 형식을 조정하는 작업에만 분석당 평균 3.6시간이 걸리며 일부 기업에서는 분석당 8시간, 즉 하루 작업 전체가 낭비된다는 사실을 발견했습니다. [4]

이번 호에서는 설계자의 시뮬레이션

을 위한 통합 환경이자 ANSYS 다중물리 비전이 반영된 최신 솔루션인 ANSYS AIM에 대해 살펴봅니다. 이러한 비전에는 ANSYS의 개별 솔루션 사이에 물리 요소를 연동

하기 위한 ANSYS Workbench 플랫폼도 포함됩니다. 설계자는 효율적인 다중물리 시

�통합 플랫폼을 사용하는 기업은 개발 기간을 단축할 수 있습니다.

90

80

70

60

50 (%)

(%)

40

30

20

10

0

전 세계의 주요 기업들은 한계를 극복하고 물리적 테스트 의존성을 줄이기 위해 가상 프로토타입을 만들고 있습니다.


뮬레이션을 효과적으로 실행하여 설계 초기 단계부터 의사 결정을 지원할 수 있도

록 엔터프라이즈에 두 솔루션을 구축할 수 있습니다. 이러한 ANSYS 플랫폼은 다중 목표 최적화를 지원할 뿐만 아니라 훨씬 적은 사이클당 반복 횟수로 복잡한 아키텍처의 장단점을 분석하고 평가할 수 있게 지원합니다.

Aberdeen Group의 연구는 제품 개발 작업에서 통합 플랫폼의 중요성을 강조

하여 보여 줍니다. 이 연구에서 통합 플랫

폼을 사용하는 기업은 87%가 제품 출시

일 목표를 충족시켰지만, 다중 플랫폼 접근 방식을 사용하는 기업은 70%만 제품 출시일을 충족시켰습니다. 또한 통합 플랫폼 사용자는 37% 이상이 개발 시간을 단축했습니다.

펌프 제조업체인 Grundfos는 여러 ANSYS 제품을 통합하여 자동화된 설계 루프를 만든 ANSYS 고객입니다. Grundfos는 회사의 프로세스를 최적화하여 전체 설계 시간을 단축하고 400,000달러를 절감했으며, 새 펌프의 유압 효율을 상당히 개선했습니다. 자세한 내용은 17페이지

를 참조하십시오.

장소에 구애받지 않는 병렬화

보다 전통적인 제품 개발 프로그램에

서는 선형적이고 순차적인 모델을 채택

하여 제품을 설계하고 제조합니다. 이 접근 방식에서는 구조, 열, 전기, 제어 시스

템 및 제조 같은 요구 사항을 개별적으로 고려해야 하며 이전 설계 팀이 작업을 마치지 않으면 다음 설계 팀이 작업을 시작

할 수 없습니다.동시 엔지니어링은 여러 팀이 동시에

작업하여 제품을 개발하는 방법입니다. 제품 설계 계획과 제조 계획이 동시에 실행

됩니다. 의사 결정에는 여러 팀이 참여하

고 관여하게 됩니다. 모든 동시 엔지니어

링 프로세스에는 시뮬레이션 프로세스와 데이터 관리를 위한 공통 플랫폼이 필수

적입니다. 이를 위해 ANSYS는 고객들에게 데스크톱이나 클라우드 환경에서 ANSYS EKM(Engineering Knowledge Manager)을 제공하여 전체 개발 팀이 동일한 모델, 데이터 및 결과를 볼 수 있도록 합니다.

또한 ANSYS는 시스템, 소프트웨어 및 하드웨어 엔지니어가 제품에 대해 공통적

인 기능 모델이나 아키텍처 모델을 확인할 수 있도록 모델 기반 시스템 엔지니어링

(MBSE) 툴에도 투자하고 있습니다. MBSE의 기본적인 원리는 ‘권위가 있는 제품 설계는 정적인 텍스트 기반 설계 문서가 아닌 활성화되고 실행 가능한 모델’이라는 것입니다. 모델은 다양한 하위 시스템 간의 종속성, 데이터 및 인터페이스에 대한 철저한 정보를 제공하므로 엔지니어링 팀

이 동시에 효율적으로 작업할 수 있습니다. ANSYS Advantage 이번 호의 기사에

서 볼 수 있듯이, 거의 모든 산업 분야에

서 ANSYS 고객은 기회를 잡고, 제품을 향상시키며, 새로운 시장으로 확장하고 있습니다. 고객은 새로운 시장에서 언제라

도 기회를 잡을 수 있도록 ANSYS 시뮬레

이션 소프트웨어를 사용하여 개발 프로

세스를 압축하고 시장 출시를 앞당기고 있습니다.

참고

[1] Orlemann, E. Caterpillar Chronicle: History of

the Greatest Earthmovers. MBI: St. Paul, MN, 2000:

pp. 93–105.

[2] Rhine, S. MachineryZone. blog.machineryzone.

com/2014/04/hitachi-hybrid/ (16/09/2015).

Hitachi Enters the Hybrid Arena.

[3] Money, B. SAE International. articles.sae.

org/13621 (16/09/2015). Volvo’s Rapid Strategy

Aims at 20-month Vehicle Development.

[4] Paquin, R., Prouty, K. Achieving Product

Development Success Through a Consolidated

Simulation Platform; Aberdeen Group: 2015.

브레이크 설계의 돌파구ansys.com/93breakthrough

�여러 팀이 동시에 작업하여 제품을 개발하는 동시 설계를 사용하면 설계 사이클 수를 줄여 제품 출시 시간을 앞당길 수 있습니다.


드 론은 위협 식별과 문서화, 테러 방지, 국경 경비, 항만과 항구 경계, 유출 방지 같은 정보 감시 및 정찰

(ISR) 응용 분야에 많은 잠재적 이점을 제공합니다. 하지만 드론이 규제나 안전 요구 사항을 충족하지 못하거나, 제한적인 탑재 중량으로 인해 필요한 감시 장비를 수용할 수 없거

나, 임무 완수에 필요한 긴 시간 동안 날 수 없기 때문에 실용적

이지 않은 경우가 많습니다. 이런 경우 드론을 대체하거나 보완

하기 위해 블림프(Blimp)라고도 하는 경량(LTA: Lighter-than-air) 비행선이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이 유형의 항공

기는 드론보다 규제 및 안전 문제가 훨씬 적고 보다 크고 다양

한 페이로드를 탑재할 수 있으며 더 긴 시간 동안 공중에 머무

를 수 있습니다. Worldwide Aeros Corp.의 40E 스카이 드래곤은 다중 페이로

드 탑재 시스템과 더 적은 운용 인력으로 더 넓은 지상을 관측할 수 있는 유연성으로 ISR 임무 성공 및 효율성을 지원하는 최신 LTA 플랫폼입니다. 2007년에 실전에 배치된 이전 세대의 40D 스카이 드래곤과 비교하면 40E는 더 많은 탑재 중량을 지원하

며 수용 능력과 운용 기능이 많이 향상되었습니다. 40E의 설계

도 상당히 달라졌습니다. 예를 들어 비행선 탑재 중량을 증가시

키기 위해 헬륨 용량을 늘리고 추진 계통과 착륙 장치를 업그레

이드해야 했습니다. Aeros 엔지니어들은 40E 설계 프로세스에

서 처음부터 ANSYS 다중물리 시뮬레이션 툴을 사용했으며, 이

항공우주 및 국방

공기의 힘

작성자: 아르멘 아미리안, 미국 몬테벨로 소재 Worldwide Aeros Corp., 선임 기계 설계자 및 사이먼 압두, Worldwide Aeros Corp., CFD 엔지니어

ANSYS 다중물리 소프트웨어를 사용하면 엔지니어들이 이전 세대보다 40% 이상 빠른 새로운 비행선을 설계할 수 있습니다.


전 설계 방법과 비교하여 6~12개월, 즉 약 40%의 기간을 단축했습니다.

이전 설계 방법

Aeros의 이전 세대 40D 스카이 드래곤 비행선을 설계할 때 엔지니어들은 수계산

을 사용하여 공기 역학 프로파일 평가, 플랩 배치 위치 결정, 엔진 크기 결정 등과 같은 기본적인 설계 파라미터를 설정했습니

다. 엔지니어들은 당시에 사용 가능한 툴은 시뮬레이션에 많은 시간이 소요되므

로 콘셉트 설계 단계에서 사용하기에 적절하지 않다고 생각했습니다. 엔지니어

들은 잠정적인 기본 설계 파라미터를 결정한 후 전산유체역학(CFD), 유한요소해

석(FEA) 등을 비롯한 시뮬레이션 툴을 사용하여 제안된 콘셉트 설계의 자세한 평가를 수행했습니다.

Aeros는 40E 프로젝트를 시작하면서 그간 몇 년 동안 시뮬레이션 소프트웨어 분야에서 이룩한 최신 기술을 이용하기

로 결정했습니다. 시뮬레이션 툴은 엔지

니어가 제안된 각 설계를 수동으로 모델

링할 필요 없이, 제안된 설계의 동작을 훨씬 빠르게 모델링할 수 있을 뿐만 아니라 매우 다양한 설계 대안을 신속하게 반복 실행할 수 있을 정도로 향상되었습니다.

Aeros는 ANSYS 시뮬레이션 소프트웨

어를 선택했는데, 그 무엇보다 ANSYS가 검증된 기술을 가지고 있기 때문에 Aeros 엔지니어들만이 아니라 기존 고객들도 결과

를 별 무리 없이 수용했기 때문입니다. 다음으로, ANSYS는 비행선 설계 프로세스

의 거의 모든 단계, 즉 공기 역학, 정적 및 동적 구조 분석, 신호 및 전력 무결성 등을 처리하는 완벽한 툴들을 단일 환경에

서 제공합니다. 이러한 폭넓은 지원 덕분

에 서로 다른 유형의 시뮬레이션 간에서 데이터를 쉽게 이동할 수 있고 다양한 유형의 시뮬레이션이 결합된 자동화된 시뮬레이션 프로세스를 실행할 수 있게 되어 많은 시간이 절약됩니다.

Aeros 엔지니어링 부서의 경영진은 설계 프로세스의 시작부터 시뮬레이션을 사용하도록 결정했으며, ANSYS Fluent CFD를 사용하여 새로운 비행선의 공기 역학

을 평가했습니다. 엔지니어들은 모델링

과 계산 시간을 포함하여 72~96시간의 기간 동안 인시(Man Hour: 한 사람이 한 시간에 하는 일의 양) 기준으로 약 24시간

내에 완전한 비행선의 자세한 공기 역학 시뮬레이션을 했습니다. 그런 다음, 공기 역학 시뮬레이션에서 얻은 압력을 ANSYS Mechanical에서 경계 조건으로 사용하여 40E의 많은 시스템과 구성 요소에 대한 기계적 성능을 평가했습니다. 설계 프로세스

의 다양한 단계에서 엔지니어들은 ANSYS DesignXplorer를 사용하여 전체 설계 프로

세스를 신속하게 반복 처리할 수 있었으

며 지정된 설계 목표를 최대한 충족시키

는 설계 대안을 선택할 수 있었습니다. 시뮬레이션은 이전에 수계산으로 얻은 것과 비교하여 훨씬 정확하게 설계 대안의 성능을 예측했습니다. 설계 프로세스의 초기부터 시뮬레이션을 사용하여 문제를 훨

씬 빨리 식별하고 해결함으로써 시간과 비용을 절약했습니다.

새로운 착륙 장치 설계

40E 스카이 드래곤의 새로운 착륙 장치는 시뮬레이션 사용 방법을 보여 주는 좋은 예입니다. 이제 착륙 장치가 이륙 시 비행선 조종사에게 필요한 실시간 정적 양력 데이터를 제공하고 감쇠력 제어를 향상시켜 더 부드러운 착륙을 가능하게 하므로 성능, 안전, 운전자 능력이 향상

됩니다. 비행선의 비행 관리 시스템이 충격 흡수기 감쇠 특성을 능동적으로 제어

합니다. 착륙 장치의 높이가 증가되어 프로펠러와 지면 사이에서 더 많은 여유 공간이 확보되므로 지상 작업자의 안전이

�40E 비행선의 CFD 시뮬레이션에서는 조종면의 난류 동작과 비행선 뒤쪽의 와류를 보여 줍니다.

�40E 비행선의 CFD 시뮬레이션은 방향타(rudder)와 엘리베이터 기능이 조화된 러더베이터의 받음각과 굴절된 기류 효과를 입증합니다.

ANSYS는 비행선 설계 과정의 거의 모든 단계를 처리하는 완벽한 툴을 제공합니다.

AEROS, 최첨단 경량 비행선 개발ansys.com/93aeros


향상됩니다. 또한 착륙 장치는 더 무거운 새 비행선을 지원할 수 있도록 업그레이

드되었습니다.

강체 동역학

엔지니어들은 ANSYS Rigid Body Dyna-mics 모듈을 사용하여 착륙 장치의 구조

적 구성 요소, 스프링, 충격 흡수기 및 타이어를 모델링했습니다. 착륙 장치의 최대 하중은 만재 상태 비행선의 착륙 과정

을 재현하도록 설계된 낙하 테스트를 사용하여 정의되었습니다. 엔지니어들은 다양한 속도와 접근각에서 비행선 착륙을 분석하는 일련의 강체 동역학 시뮬레이

션을 실행했으며, 스프링과 충격 흡수기

를 조정하기 위해 이 시뮬레이션을 반복

적으로 실행했습니다. 또한 각 반복 실행

에서 프로펠러/지면 최소 통과 거리, 다양

한 위치의 하중, 착륙 중에 타이어가 지면

과 반발하는 횟수 및 높이 같은 많은 성능 특성을 서로 다르게 적용하여 각 설계를 평가했습니다.

구조 분석

Rigid Body Dynamics 모듈에서 계산

된 하중은 ANSYS Mechanical을 사용하

는 개별 구성 요소의 구조 분석에서 경계 조건으로 사용되었습니다. 다른 ANSYS Mechanical 시뮬레이션은 공기 역학 시뮬레이션 결과를 경계 조건으로 사용하

여 이루어졌습니다. 엔지니어들은 많은 구성 요소에서 구조 및 기능 요구 사항을 충족하면서 가능한 한 가장 가벼운 설계

를 찾기 위해 DesignXplorer를 사용했습니

다. 40E는 40D보다 훨씬 무겁지만, 시뮬

레이션을 통해 달성한 중량 감소 덕분에 응력 수준을 증가시키지 않고 많은 주요 구성 요소의 중량을 줄일 수 있게 됐습니

다. 예를 들어 40D에서 두께가 0.5인치였

던 한 부품의 두께를 0.25인치가 조금 넘도록 줄여 40%의 중량을 감소시켰습니다.

약 6주 동안 Aeros 엔지니어들은 수백 번의 시스템 수준 및 구성 요소 수준 시뮬

레이션을 했습니다. 결과적으로, 모든 설계 요구 사항을 충족하면서도 이전 세대

의 착륙 장치와 총 중량이 거의 같은 착륙 장치 설계를 얻게 되었습니다. 이 시점에 새 착륙 장치 설계의 프로토타입이 제작

되었으며 프로토타입의 성능이 시뮬레이

션 결과와 +/–10% 이내에서 일치했습니

다. 프로토타입은 낙하 테스트와 다른 모

든 필요한 테스트를 통과했으며 추가적

인 큰 수정 없이 40E에 사용되었습니다.

6개월 이상의 시간 절약 예상

Aeros 엔지니어들은 회사의 이전 설계 방법을 사용하여 착륙 장치를 설계했

다면 프로토타입을 제작할 수 있는 수준

까지 오는 데 최소 4개월이 필요했을 것이

라고 예상합니다. 또한 프로토타입을 사용하여 설계를 검증하고 다시 프로토타

입을 제작하는 과정을 최소 2~3회 반복

했을 것이며, 각 반복 과정마다 6개월이 걸렸을 것이라고 예상합니다. 따라서 착륙 장치 설계에서 단축한 기간은 8.5개월

에서 20.5개월 사이이며, 엔지니어링 비용과 프로토타입 제작 비용 모두에서 상당한 비용도 절감했습니다.

Aeros 엔지니어들은 40D에서 사용한 설계 방법과 비교할 때, 시뮬레이션을 통해 40E에서 많은 구성 요소의 중량을 상당히 줄일 수 있었다고 믿고 있습니다. 이러한 감소로 제조 비용이 절감될 뿐만 아니라, Aeros 고객은 비행선의 전체 수명 기간 동안 연료를 절약할 수 있습니다. 제조 비용 감소는 프로토타입 제작 방식으

로 얻었던 비용 감소보다 몇 배 더 클 것으

로 예상됩니다.40E 스카이 드래곤의 다른 시스템에

서도 마찬가지로 큰 비용 절감을 달성했

습니다. Aeros 엔지니어들은 시뮬레이션 중심 설계 프로세스를 더욱 강화하면 이전 설계 방식을 사용할 때와 비교하여 40E 시장 출시 시간을 6~12개월 가량 단축할 수 있다고 예상합니다. 최초의 40E가 현재 건조 중이고 2015년 후반에 완성되리

라 예상합니다. 이 비행선은 미국연방항

공국(FAA)의 형식 승인을 받은 후 운항에 들어갈 것입니다.

�착륙 장치 구성 요소인 충격 흡수판 설계 반복의 정적 시뮬레이션

AEROS와 ANSYSansys.com/93aeros2

항공우주 및 국방

강도 부족

과도한 설계

최적화

�40E 비행선 착륙 장치의 구조 분석은 광범위한 착륙 조건에서 가장 심각한 응력이 발생하는 영역을 보여 줍니다.


터보 기계

작성자: 야콥 베르네르센, 덴마크 베어링브로 소재 Grundfos, 기계기술사업부 부장 및 니콜라스 엔겐 페데르센, Grundfos, 수석 유압 엔지니어

G rundfos는 현재 전 세계 전기 사용량의 10%를 펌프가 차지하고 있다고 추정합니다. 이 회사의 엔지니어들은 에너지 사용량과 운용 비용을 줄이고 환경을 개선하기 위

해 펌프 효율을 최적화하는 일에 지속적으로 주력하고 있습니다.펌프를 설계하기 위해 Grundfos는 1980년대 이래로 유한요

소해석(FEA)를 사용하고 있으며 1990년대 이래로 전산유체역

학(CFD)을 사용하고 있습니다. 원래 FEA와 CFD는 연구 및 문제 해결 용도로 사용되었으며, 이러한 시뮬레이션에서 얻은 정보

Grundfos 엔지니어들은 시뮬레이션을 사용하여 새로운 펌프의 수력 효율을 상당히 향상시켰습니다.

펌프세계 유수의 펌프 제조업체 중 하나인 Grundfos는 시뮬레이션 기반 개발로 펌프 효율을 높이고 제품 개발 기간을 단축하고 있습니다.


중 일부가 새 제품 설계에 도움을 주었습

니다. 이러한 기간을 거친 후, 15년 전에 Grundfos는 신뢰성과 효율성이 뛰어난 제품을 개발하기 위해 제품 설계에 시뮬레

이션을 사용하기로 결정했습니다. 최근

에 이 회사는 일련의 시뮬레이션 툴을 결합하여 PumpIt이라고 하는 자동화된 설계 루프로 만들었으며, 엔지니어들은 이

PumpIt을 사용하여 수동적 개입 없이 수백 가지의 설계를 검토할 수 있게 되었습

니다. 여기에 사용된 최적화 루틴은 전체 설계 공간을 탐색하여 Grundfos 엔지니어

가 설정한 조건에 맞는 최적의 설계를 식별합니다. PumpIt의 사용자 인터페이스에

서는 엔지니어가 임펠러, 안내 날개, 볼류

트 등 설계하려는 구성 요소 유형을 지정

할 수 있습니다. 그런 다음 PumpIt이 자동

화된 설계 최적화 루프를 시작합니다. 이 루프에서는 ANSYS CFD 소프트웨어를 비롯한 시뮬레이션 툴을 호출하여 설계 공간을 탐색합니다.

예를 들어 최근에 Grundfos 엔지니어

들은 PumpIt을 사용하여 ANSYS CFX CFD 시뮬레이션을 구동하는 방식으로 새 펌프

의 유압 표면을 최적화했습니다. 엔지니

어들은 펌프의 수력 효율을 1~2%씩 증가

시키면서 보다 넓은 유속 범위에서 최대

한의 효율 수준을 얻을 수 있도록 확장시

켜 나갔습니다. 이 팀은 ANSYS Mechanical FEA 소프트웨어를 사용하여 구조적 관점

에서 펌프를 최적화했기 때문에 중량과 제조 비용을 최소화하는 동시에 피로 수명 목표를 충족시킬 수 있었습니다.

펌프 설계 과제

펌프 연간 생산량이 1천 6백만 대 이상인 Grundfos는 세계 유수의 펌프 제조

업체 중 하나입니다. 이 회사는 주택, 사무

실, 호텔 등에서 난방, 환기 및 공조에 사용되는 순환 펌프의 주요 생산자이며 약 50%의 시장 점유율을 확보하고 있습니다. Grundfos는 상수, 하수, 보일러, 압력 과급 및 기타 산업 응용 분야에 사용되는 원심 펌프와 다른 OEM(Original-Equipment Manufacturer) 제품에 통합되는 펌프도 생산합니다.

�수력학적 형상 정의에 사용된 임펠러의 파라메트릭 모델

�CFD 메시

�문제의 규모를 줄이고 합리적인 메시 밀도를 얻기 위해 임펠러에 순환 대칭이 사용되었습니다.

터보 기계

GRUNDFOS와 ANSYSansys.com/93grundfos

다중물리 시뮬레이션 프로세스로 새 펌프의 총 설계 시간을 30% 줄였으며 물리적 프로토타입 제작 비용을 약 400,000달러 절감했습니다.


Grundfos 장비를 최적화하려면 엔지

니어가 펌프의 최대 효율을 향상시켜야 합니다. 또 다른 목표는 넓은 유속 범위에

서 높은 수준의 효율성으로 비교적 일정

한 성능 곡선을 제공하는 것입니다. 펌프

의 유속은 설치 환경에 따라 달라지기 때문에 비교적 일정한 성능 곡선을 가져야 많은 응용 분야에서 높은 수준의 효율성

을 제공할 수 있습니다. 일정한 성능 곡선

은 공동 현상을 줄여 주기 때문에 수명도 연장합니다. 펌프 설계의 또 다른 중요 목표는 최소한의 중량으로 구성 요소의 구조적 요구 사항을 충족시키는 것입니다. 재료 사용량을 최소화하면 제조 비용이 절감되고 구성 요소 중량이 감소합니다. 펌프 구성 요소가 가벼워지면 소음과 진동을 줄이면서 더 저렴한 베어링을 사용

할 수 있게 됩니다.

유동 시뮬레이션

최근에, Grundfos 엔지니어들은 PumpIt을 사용하여 새 펌프를 위한 다단 유압 기계를 설계했습니다. 팀은 펌프로 끌어오

는 유체와 접촉하는 표면의 수력학적 형상을 정의하기 위해 모든 펌프 구성 요소

의 파라메트릭 모델을 개발했습니다. 설계 목표는 수력 효율을 극대화하고 최대

한 넓은 유속 범위에서 최대 효율을 제공

하는 것이었습니다. PumpIt 툴에서는 실험계획법(DOE)을 사용하여 설계 공간에

서 각 구성 요소를 탐색하는 일련의 반복 과정을 만들었습니다. 다음으로, PumpIt에서는 반복 과정의 각 설계에 대한 형상

을 생성하고 CFD 소프트웨어를 호출하여

�압력 분포와 속도 벡터를 사용하여 표시한 CFD 결과

�유압 임펠러의 변형

�전역 응력 시뮬레이션

�CFD 압력 결과는 구조 시뮬레이션에 하중으로 매핑됐습니다.


각 설계의 시뮬레이션을 했습니다.초기 DOE에는 약 40개의 설계가 포함

되었습니다. 이를 통해 시뮬레이션에서 가장 중요한 역할을 하는 파라미터를 결정

했으며 이러한 확실한 파라미터 값을 광범위하게 기술했습니다. 그런 다음, 이렇

게 구한 파라미터와 값을 크리깅(Kriging) 기반 최적화 알고리즘의 시작 위치로 사용하여 CFD 평가에 사용할 추가적인 설계 반복을 자동으로 생성했습니다. 최적

화 루틴에서는 각 설계 반복의 결과를 평

가한 후 그 결과를 바탕으로 추가적인 설계 반복을 수행했습니다. 반복할 때마다 설계가 효율성 목표에 가까워졌습니다.

초기 분석은 확실한 파라미터 값을 얻는 데 걸리는 기간을 단축하기 위해 밀도

가 낮은 메시와 표준 난류 모델을 사용하

여 수행했습니다. 설계가 최적의 값에 수렴하게 된 후에는 밀도가 더 높은 메시와 더 향상된 난류 모델을 적용하여 CFD 모델을 재정의했습니다. 정확도가 높은 결과를 얻기 위해 엔지니어들은 최대 48개

의 코어를 사용하여 고성능 컴퓨팅 클러

스터에서 분석을 수행했습니다. 클러스터

에는 8TB의 랜덤 액세스 메모리와 Lustre® 병렬 파일 시스템에서 실행되는 50TB의 고속 저장 장치를 사용하는 1,000개 이상

의 코어가 있었습니다. 엔지니어들은 하룻밤 사이에 수백 개 설계 반복의 시뮬레

이션을 했습니다.다음 단계는 가장 유력한 제조성을 평

가하는 것이었습니다. Grundfos 엔지니어

들은 다양한 대체 생산 기술을 사용하여 각 설계를 얼마나 쉽게 생산할 수 있는지

를 검토했습니다. 검토 방법은 각 생산 방법에 필요한 기하학적 파라미터를 평가하

는 것이었습니다. 이 경우 엔지니어들은 스테인리스강판에서 구성 요소를 압착하

기로 결정했습니다. 최선의 설계에 대한 성능 통계는 모든 출력 변수를 표시하도

록 구성할 수 있는 PumpIt 다차원 솔루션 시각화 툴에 표시되었습니다.

구조 분석

CFD로 유압 기계 설계를 최적화한 후 Grundfos 엔지니어들은 ANSYS Mechanical로 구조 분석을 수행하여 각 구성 요소가 가능한 한 낮은 비용과 중량을 유지하면

서 피로 수명 요구 사항을 충족할 수 있는

지 확인했습니다. 엔지니어들은 CFD 시뮬

레이션에서 결정된 유압을 유한요소해석

에 매핑하여 복잡한 유압 분포와 정확하

게 일치하는 하중 조건을 지정했습니다. 계산 비용을 최소화하고 합리적인 메시 밀도를 적용할 수 있도록 순환 대칭을 적용했습니다.

박판 구성 요소의 용접 작업은 국제 용접 협회의 발행물 “Recommendations for the Fatigue Assessment of Welded Structures by Notch Stress Analysis”의 권장 사항에 따라 모델링했습니다. 피로 수명은 노치 응력 방법을 사용하여 평가

했습니다. 또한 팀에서는 하위 모델링을 사용하여 시뮬레이션 시간을 크게 증가

시키지 않고 구성 요소의 중요 영역을 꽤 세부적으로 평가했습니다.

엔지니어들은 용접 파라미터를 변경

하는 자동화된 워크플로를 구성했기 때문에 용접 프로세스를 최적화하는 방법

을 결정할 수 있었습니다. 또한 구조 시뮬

레이션을 사용하여 모든 지정된 수명 기간의 파괴 가능성을 예측했습니다. 이 정보를 얻는 다른 유일한 방법은 많은 비용

과 시간이 소요되는 물리적 테스트 프로

그램을 사용하는 것입니다. Grundfos 엔

터보 기계

�구조적 메시

�Grundfos 엔지니어들은 하위 모델링을 사용하여 시뮬레이션 시간을 크게 증가시키지 않고 구성 요소의 중요 영역을 꽤 세부적으로 평가했습니다. 오른쪽 이미지는 응력 결과를 보여 줍니다.

Grundfos에서는 하룻밤 사이에 수백 개 설계 반복의 시뮬레이션을 할 수 있었습니다.


지니어들은 용접 두께, 공극, 유동점 등과 같은 입력 변수에 대한 다양한 민감도 분석을 수행하여 구성 요소의 피로 수명에 따른 설계의 강인성을 확인했습니다. 시뮬레이션이 각 입력 변수에 대한 피로 수명의 통계적 분포를 제공했기 때문에 구성 요소의 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있었습니다.

다른 구조적 구성 요소의 경우 설계 프로세스의 콘셉트 수준에서 토폴로지 최적

화를 사용하여 제안 설계를 얻은 후 나중

에 정밀하게 조정했습니다. 이렇게 하여 시간과 비용이 많이 필요한 설계 반복을 피할 수 있었으며, 설계 성능을 향상시키

면서 개발 기간과 전체 비용을 줄일 수 있었습니다. 이를 위해 Dassault Systèmes의 Tosca 토폴로지 최적화 소프트웨어를 ANSYS Workbench 인터페이스와 ANSYS 구조 솔버에 연동했습니다.

성능 개선 및 제품 출시 시간 단축

결과적으로, 설계 비용과 리드 타임이 줄어들고 제품 성능이 상당히 향상되었

습니다. Grundfos 엔지니어들은 시뮬레

이션을 통해 새로운 펌프의 수력 효율을 크게 향상시켰습니다. 전통적인 프로토

타입 기반 설계 프로세스와 비교하여, 다중물리 시뮬레이션 프로세스로 새 펌프

의 총 설계 시간을 30% 줄였으며 물리적 프로토타입 제작 비용을 약 400,000달러 절감했습니다.

최근에 Grundfos는 한 단계 더 발전하

기 위해 시뮬레이션 프로세스를 ANSYS Workbench 환경으로 마이그레이션하는 결정을 내렸습니다. Workbench를 통합 프레임워크로 선택한 이유는 광범위한 ANSYS 응용 프로그램 포트폴리오뿐만 아니라 타사 응용 프로그램도 원활하게 통합하는 기능이 있기 때문입니다. ANSYS Workbench를 사용하면 최첨단 사용자 인터페이스, 워크플로 및 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다. Workbench가 제공하

는 공통적인 툴과 서비스, 예를 들어 파라 미터 관리, 단위 및 식, 응용 프로그램 개발 툴, 솔버 연동 기능 등으로 상당한 시간을 절 약할 수 있습니다. Grundfos는 ANSYS HPC Parametric Pack 라이선스를 사용하

여 비용 효율적으로 대규모 파라메트릭 설계 변형의 시뮬레이션을 하고 있습니

다. Workbench 워크플로를 사용하면 엔지

니어가 다중물리에 대한 시뮬레이션 기반 개발 프로세스를 생성하여 임펠러, 안내 날개, 볼류트 같은 유압 구성 요소를 설계

할 수 있습니다. 이 툴을 통해 Grundfos는 펌프 성능을 더 높은 수준으로 끌어올리

면서 설계 비용과 리드 타임을 상당히 단축할 수 있습니다.

Grundfos는 ANSYS 채널 파트너인 EDR Medeso

의 지원을 받고 있으며, EDR Medeso는 시뮬레이션

기반 개발 전략을 만들고 구현하는 과정에서

Grundfos를 지원해 왔습니다.

�각 설계 반복이 설계 목표를 충족할 수 있는 역량은 PumpIt 솔루션 시각화 툴에 그래픽으로 표시됩니다.

�Grundfos 엔지니어들은 펌프의 수력 성능을 크게 향상시켰습니다.

시뮬레이션으로 구성 요소의 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있었습니다.


가 스레인지의 가스버너 설계는 관련된 설계 파라미터

가 많기 때문에 매우 까다롭습니다. 불꽃이 발생하

는 포트의 형상, 포트에 가스와 공기를 공급하는 분사기, 포트를 지지하는 쇠살대 같은 구성 요소뿐만 아니라 기기

의 금속 표면과 포트 간의 관계를 비롯한 모든 요소가 버너 성능 결정에 중요한 역할을 합니다.

Whirlpool Brazil은 독립형 레인지, 빌트인 오븐 및 가스레인

지용 가스버너를 설계할 때 시뮬레이션에 크게 의존합니다. 엔지니어들은 프로토타입 단계 전에 시뮬레이션을 사용하여 제안

된 버너 설계의 성능을 예측함으로써 연료 소비량과 조리 시간

을 줄이고 개발 기간을 단축할 수 있습니다. Whirlpool Brazil의 엔지니어들은 ANSYS 전산유체역학(CFD) 소프트웨어를 사용하

여 제안된 버너 설계의 화염 안정성, 에너지 효율성, 표면 온도, 일산화탄소 발생량 등을 평가합니다. 하지만 다양한 설계를 빠르게 검토하여 모든 조건을 충족하는 최상의 버너를 찾아내기

를 원했던 엔지니어들은 시뮬레이션용 모델을 준비할 수 있는 툴을 요구했습니다.

Whirlpool은 형상을 쉽게 정리하여 CFD 시뮬레이션에 필요

한 밀폐 체적을 생성할 수 있는 ANSYS SpaceClaim Direct Modeler를 사용하여 이 난제를 극복했습니다. SpaceClaim 접근 방식에

서는 Whirlpool 엔지니어들이 파라메트릭 제약 조건을 걱정할 필요 없이 형상의 모든 특징을 직접 편집할 수 있으므로 분석에 사용할 콘셉트 설계를 준비하는 데 걸리는 시간을 최대 90%까지 줄일 수 있습니다. 새로운 설계 변형을 훨씬 빠르게 정의하

소비재

불의 고리

작성자: 파블로 필구에이라 호제이루, 브라질 상파울루 소재 Whirlpool Corporation, 시뮬레이션 기반 설계 담당 선임 관리자

Whirlpool Brazil은 직접 모델링과 유동 시뮬레이션을 사용하여 새 가스레인지 개발 기간을 35% 단축했습니다.

ANSYS SpaceClaim Direct Modeler를 사용하여 형상을 쉽게 정리하고 CFD 시뮬레이션에 필요한 밀폐 체적을 생성할 수 있습니다.


고 평가할 수 있는 기능으로 새로운 가스

레인지 모델을 개발하는 데 필요한 총 시간이 30~40% 단축되었습니다.

설계 프로세스 간소화

Whirlpool 엔지니어들은 파라메트릭 CAD 시스템을 사용하여 버너 설계를 제작

했습니다. CAD 시스템은 엄격한 제조 요구 사항을 충족하는 데 필수적인 매우 자세한 모델을 생성하는데, 이러한 모델은 설계 사이클의 최종 단계 중 하나입니다. 하지만 설계의 초기 단계에도 엔지니어들

에게는 다양한 설계 상호 작용을 쉽게 표현할 수 있는 툴이 필요했으며, 결국 시뮬

레이션을 사용하여 이러한 설계를 가상으

로 테스트할 수 있었습니다. 단일 CAD 모델을 준비하는 데 1주일이 걸리고, 새 버너 설계를 완성하려면 적어도 100일이 필요했습니다.

하지만 ANSYS Workbench 환경에 ANSYS SpaceClaim Direct Modeler를 통합하면 엔지니어들이 이전에 필요했던 시간의 몇 분의 일에 해당하는 시간 내에 설계를 수정하고 수정한 내용을 검토할 수 있습니다. Whirlpool Brazil의 엔지니

어들은 최근에 이러한 툴을 사용하여 소

비자 시장용 새 가스레인지를 설계했습

니다. 엔지니어들은 먼저 회사의 파라메

트릭 CAD 시스템을 사용하여 기준 설계

를 만들었습니다. 그런 다음 STEP 파일을 ANSYS Workbench 설계 환경으로 내보내 파라메트릭 제약 조건을 추출했습니다.

SpaceClaim Direct Modeler의 장점은 가져온 모델에서 패턴 인식을 사용하여 편집 시의 사용자 의도를 결정하기 때문

에 완전한 파라메트릭 모델인 것처럼 모델을 조작할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 포켓이 피처로 정의되어 있지 않은 경우에도 사용자가 포켓을 선택할 수 있으며 소프트웨어가 실시간으로 포켓을 피처로 인식하여 사용자가 포켓의 크기를 변경하

거나 이동할 수 있게 해 주기 때문에 포켓

을 선이나 호 같은 하위 수준의 개별 엔터

티로 분해할 필요가 없습니다.

가스레인지 버너 예시

가스레인지 버너의 예시에서 Whirlpool Brazil의 엔지니어들은 모델의 표면 사이

에 존재하는 틈과 겹침을 자동으로 찾아 수정하는 SpaceClaim 툴을 사용하여 작업

을 시작했습니다. 이 툴은 원래 모델의 문제 중 대다수를 해결했습니다. 엔지니어

들은 작은 형상을 정리하고 구멍을 채우

는 툴과 같은 다른 SpaceClaim 툴을 사용

하여 추가 영역을 수정했습니다. 추가적

인 편집은 면과 가장자리를 선택하여 올바른 위치로 당기거나 옮기는 방식으로 간단하게 이루어졌습니다. 단 4시간 만에 메시 처리와 시뮬레이션을 위한 모델이 준비되었습니다.

메시에는 250만 개의 노드와 1,020만 개의 4면체, 6면체, 웨지 및 피라미드 요소

가 포함되었습니다. Whirlpool 엔지니어들

�새 버너 설계의 ANSYS CFD 시뮬레이션. 가스버너 내부와 외부의 다양한 위치에서 연료 대 공기 혼합비를 조사하기 위해 시뮬레이션을 했습니다. 이미지는 버너 단면의 천연 가스 농도를 보여 줍니다.

�시뮬레이션 영역

�시뮬레이션 영역 분해도

엔지니어들은 1차 공기의 유입률을 36%에서 52%로 증가시켰습니다. 그러자 일산화탄소 수준이 낮고 효율성이 높은 거의 완전 연소 상태의 안정적인 불꽃이 발생했습니다.


소비재

은 EDC 연소 모델과 SST 난류 모델을 사용

하여 ANSYS Fluent CFD 연소 시뮬레이션

을 실행했습니다. 이 시뮬레이션은 20개 코어가 있는 고성능 컴퓨팅(HPC) 플랫폼

에서 36시간 동안 실행되었습니다. 결과

는 연료 및 1차 공기의 질량 유량, 일산화

탄소 농도, 가스레인지 표면 온도를 보여 주었습니다. Whirlpool Brazil의 엔지니어

들은 버너 효율성을 계산하기 위한 스크

립트도 작성했습니다. 시뮬레이션을 통해 초기 설계에서 개선이 필요한 상당한 영역이 드러났습니다.

엔지니어들은 SpaceClaim으로 포트 및 분사기 형상의 변화를 조사하기 위해 총 16개의 설계 반복을 생성했습니다. 엔지

니어들이 중점을 둔 것은 1차 공기 유입률

의 증가였습니다. 여기서, 1차 공기 유입

률은 작동 중에 버너가 공기를 얼마 효율

적으로 사용하는지를 나타내는 측정치이

며 화학량론적 공급량의 백분율로 표현됩

니다. 설계 변형 과정을 통해 엔지니어들

은 1차 공기의 유입률을 36%에서 52%로

증가시켰습니다. 그러자 일산화탄소 수준이 낮고 효율성이 높은 거의 완전 연소 상태의 안정적인 불꽃이 발생했습니다.

전체 설계 프로세스에 약 65일밖에 걸리지 않았는데, 이는 종전 방법 사용 시 필요했을 기간보다 35% 단축된 것이었습니

다. 이 응용 사례는 시뮬레이션 엔지니어

가 시뮬레이션에 사용할 설계 형상을 빠

르고 쉽게 준비할 수 있도록 함으로써 얻을 수 있는 시간 및 비용 절감을 입증할 뿐만 아니라 시뮬레이션을 사용하여 효율적인 설계를 결정할 수 있는 방법을 보여 줍니다.

Whirlpool Brazil은 남미 지역의 ANSYS 엘리트 채널

파트너인 ESSS의 지원을 받습니다.

ANSYS SPACECLAIM을 사용한 CFD 전처리용 고급 형상 수정

ansys.com/93spaceclaim

�일정 체적의 연료 비율과 온도 플롯

ANSYS 17.0 Release - 2016년 1월


하이테크

작성자: 스티븐 P. 징크, 미국 노스 버릭 소재 Interconnect Engineering, Inc. 사장

ANSYS Electronics Desktop을 사용하여 고속 인쇄회로기판(PCB) 설계에서 수십만 달러의 비용과 수개월의 시간을 절약합니다.

사 물 인터넷(IoT)과 빅데이터에 필요한 엄청난 데이터 전송량을 지원하려면 100G 이더넷 같은 고속 네트

워킹 기술이 필요합니다. 이 기술은 장비 제조업체

에게 엄청나게 많은 과제를 안겨줍니다. 현재 온보드 고속 통신 채널은 25~28Gb/s 이상으로까지 속도가 향상되었으며, 이는 약 1년 전의 최신 기술과 비교해 거의 두 배에 달하는 속도입니다.

데이터 속도가 증가함에 따라 단일 비트 전송에 허용되는 시간

을 나타내는 비트 기간(bit period)이 40피코초 미만으로 줄었습

니다. 이 기간은 비트가 송신기에서 수신기까지 이동하는 데 필요한 시간에 비해 상당히 짧은 시간입니다. 인쇄회로기판(PCB)의 재료로 인해 발생하는 삽입 손실(insertion loss)은 주파수에 비례하여 증가하며, 물리적 손실과 반사로 인해 채널의 영역 축

PCB 경쟁


소(신호 감소) 가능성이 커집니다. 이러

한 환경에서 안정적인 연결을 확보하는 것은 비용과 제품 출시 시간을 고려하지 않더라도 매우 어려운 일입니다. 하지만 비용 경쟁력이 중요한 오늘날의 환경에

서 제조업체는 절대적으로 필요한 경우

가 아니라면 특이한 고급 재료와 구성 요소를 사용할 여력이 없습니다.

고속 상호 연결 설계의 난제

기존 방법에서는 설계가 모든 가능한 조건에서 기능과 내구성을 유지하는지 여부, 보다 고가의 기판 재료를 선택해야 하는지 여부, 설계 사양을 충족하기 위해 스트립 선로(strip-line) 전송로와 마이크로 스트립 전송로 중 무엇을 사용해야 하는

지 등 많은 문제를 설계자가 해결해야 합니다. 하지만 한 가지 설계 문제를 평가하

기 위한 물리적 테스트 프로토타입 제작

에 10만 달러 이상의 비용이 들고 수개월

이 걸립니다. 이런 고속 신호 처리에서는 어떠한 수준의 설계, 검증 및 테스트(DVT)도 수행하기가 거의 불가능합니다. 패키지

와 장치 내부에 깊이 들어가 있는 전송로의 끝단에서는 테스트를 수행할 수 없으며, 기판에서 측정하려면 이미 신호가 손실된 상태(closed eye)입니다. 설계자가 설계를 수정하면서 필요한 변경 사항을 추측에 의존할 수밖에 없기 때문에 비용이 많이 드는 전체 사이클을 처음부터 새로 반복할 수밖에 없게 됩니다. 네트워킹 장비를 만드는 많은 소규모 신생 기업은 제한된 시간과 비용 안에서 신뢰할 수 있는 설계를 생산할 수 없기 때문에 문을 닫았습니다.

추측 및 주먹구구식 접근 방식과는 크게 대조적으로 시뮬레이션 작업 방식은 엔지니어링 프로세스에 확신과 과학적 근거

를 제공합니다. 설계의 초기 단계뿐만 아니라 개발 사이클의 후반부에서도 시간 영역 시뮬레이션과 주파수 영역 시뮬레이션

을 결합하여 인터페이스나 채널이 견고한

지 여부를 심층적으로 분석할 수 있습니

다. 예를 들어 시간 영역 시뮬레이션은 채널 작동 상태를 보여 주는 아이 다이어그

램(eye diagram)을 생성할 수 있고 주파

수 영역 시뮬레이션은 예상하지 못한 주파수 차단을 알려줄 수 있습니다. 시뮬레

이션을 통해 시스템 채널을 구성하는 각 회로 요소를 검토함으로써 바이어스, GND Void에 지나치게 가까운 differential pair,

하이테크

-2.50

-5.00

-7.50

-10.00

-12.50

0.00 5.00 10.00

F (GHz)

15.00 20.00 25.00

m1

�추출된 채널의 ANSYS HFSS S21 삽입 손실 플롯

�28 6인치 Gb 채널 중 하나의 컷아웃 섹션에 대한 ANSYS HFSS 3D 레이아웃

추측 및 주먹구구식 접근 방식과는 완전히 대조되는 시뮬레이션은 엔지니어링에 확신과 과학적 근거를 제공합니다.

ANSYS, 차세대 무선 통합을 위한 3D EM 구성 요소 라이브러리가 포함된 새로운 ELECTRONICS DESKTOP 출시ansys.com/93board


부품 배치 문제, 재질 문제 등과 같이 주파

수 이상 특성을 유발할 수 있는 설계 특성

을 식별할 수 있게 되었습니다.

100GB 이더넷 네트워킹 제품

Interconnect Engineering Inc.는 벤처기업부터 포춘지 500대 기업에 이르

기까지, 매우 다양한 고객을 보유한 독립적 컨설팅 회사입니다. Interconnect Engineering의 고객 중 하나는 다양한 100Gb 이더넷 네트워킹 제품을 제조하

는 네트워킹 장비 제조업체입니다. 이 제조업체의 한 특정 설계는 볼 그리드 어레

이(BGA) 장치에서 QSFP(Quad Small-Form-factor Pluggable) 광학 모듈까지 연결되며, 양방향으로 실행되는 4채널 본딩 28Gb/s 링크를 이용합니다. 하지만 설계가 지원

하는 물리적 레이아웃을 기반으로 부품

업체가 제시하는 설계지침을 지키는 것이 쉽지 않았기 때문에, 이 설계와 관련된

위험이 증가되었습니다. 잠재적으로 수십만 달러의 비용이 들고 완료에 수개월

이 걸릴 수 있는 일련의 PCB 재설계에 의존해야 하는 위험을 막기 위해 공급업체

는 Interconnect Engineering에 프로토타

입을 제작하기 전에 설계의 시뮬레이션

을 해 줄 것을 요청했습니다.Interconnect Engineering Inc.는 오랫

동안 ANSYS 전자 설계 툴을 사용하고 지원

해 왔지만, 이 프로젝트는 새로운 ANSYS Electronics Desktop을 테스트해 볼 기회를 제공했습니다. 이 툴은 시간 영역과 주파

수 영역 모두에서 설계 분석에 필요한 기간을 단축함으로써 이 응용 분야에 큰 이점을 제공했습니다. Electronics Desktop에는 EM 툴, 회로/시스템 시뮬레이션, ECAD 링크 및 호환 테스트 기능이 통합되어 있습

니다. 이 새로운 기술은 ANSYS HFSS, HFSS 3D Layout, HFSS-IE, Q3D Extractor 및 HFSS Planar EM 회로 및 시스템 시뮬레이션 설

�주파수 이상현상의 예와 마진 수준을 보여 주는 아이 다이어그램 결과

�회로 시뮬레이션에 표시된 28Gb 인터페이스의 IBIS-AMI 계통도

ANSYS Electronics Desktop에는 EM 툴, 회로/시스템 시뮬레이션, ECAD 링크 및 호환 테스트 기능이 통합되어 있습니다.

ANSYS HFSS 3D 구성 요소ansys.com/93board2


계 형태에 사용할 수 있는 단일 데스크톱

을 제공합니다. 사용자가 전자기 시뮬레

이션과 회로 시뮬레이션 간의 동적 링크

가 공존하는 프로젝트에 HF/SI 분석을 끌어서 놓기로 삽입할 수 있으므로 문제를 쉽게 설정할 수 있고 안정적인 성능이 보장됩니다. 서로 다른 프로그램 사이를 여러 번 이동하는 대신, 단일 그래픽 사용자 인터페이스에서 작업하므로 한 프로그램

에서 다른 프로그램으로 데이터를 내보낼 필요가 없습니다. 예를 들어 사용자가 간단한 가져오기 기능으로 S-파라미터 요소

나 IBIS-AMI 모델을 회로 시뮬레이션에 삽입할 수 있습니다. 전반적으로, Electronics Desktop은 복잡한 문제 풀이의 효율성과 사용 편의성을 크게 향상시킵니다.

주파수 영역 시뮬레이션

이 프로젝트에서 네트워크 장비 공급

업체는 PCB 설계를 Allegro .brd 파일 형식으로 Interconnect Engineering에 제공

했습니다. 엔지니어가 이 데이터베이스

를 ANSYS Electronics Desktop으로 가져

오고, 잘라내기 기능을 사용하여 관련 채널을 추출한 다음, 실리콘 소자에서 광학 모듈까지 연결되는 트레이스를 선택했습

니다. 엔지니어는 부품 사양을 기반으로 포트 여기(excitation)를 생성한 다음 실리

콘 소자에 대한 솔더볼(solder-ball) 모델

과 트레이스에 대한 표면 조도(roughness) 모델을 설정하여 정밀도와 정확도를 향상

시켰습니다. 그런 다음 ANSYS HFSS로 주파수 영역 시뮬레이션을 실행하여 여러 번의 반복 각각에 대해 S-파라미터 결과

를 생성했습니다. 메시를 생성해야 하는 영역이 매우 컸기 때문에, 여러 대의 24코어 컴퓨터에서 약 3일 동안 시뮬레이션이 실행되었습니다.

엔지니어는 몇 가지 잠재적인 문제를 해결하기 위해 비아(via) 특성과 안티패

드 구조를 수정하고 PCB 층을 재배치했

습니다. 그런 다음, 삽입 손실(IL)과 반사 손실(RL) 사양을 충족하는 설계를 찾을 때까지 이 과정을 여러 번 반복했습니다. 엔지니어는 대체 기판 재료를 검토하여 IL 및 RL 사양을 문제 없이 충족시키는 가장 저렴한 재료를 찾았습니다. 전체적으로, Interconnect Engineering은 제조 비용을 줄이기 위해 모서리를 잘라내어도 안전한 영역과, 백 드릴링(back-drilling)과 같이 견고한 설계를 보장하기 위해 비용을 투자해야 할 영역을 식별했습니다.

시간 영역 시뮬레이션

BGA 인터페이스 장치와 광 송수신기 모듈에 대한 IBIS-AMI 모델도 받았으며, 이러한 모델을 ANSYS Electronics Desktop으로 가져왔습니다. 그런 다음 엔지니어는 주파수 영역에서 생성된 완전한 채널의 여러 4포트 S-파라미터 모델 중 한 인스턴스

를 사용하여 회로 시뮬레이션 환경을 생성하는 방식으로 시간 영역 시뮬레이션

을 했습니다. 아이 다이어그램에서 한 채널에 문제가 있는 것으로 나타났기 때문

에 엔지니어는 아이 오픈 형태를 극대화

할 수 있도록 프리엠퍼시스, 이퀄라이제

이션, 출력 진폭, 프로세스 케이스, 전압 설정 등을 비롯한 송신기와 수신기 설정

을 다시 구성했습니다. 시뮬레이션이 완료되었을 때 아이 다이어그램은 비트 오류율(BER)이 1 x 10-12보다 뛰어난(1조 비트당 오류 1개 미만) 상관 관계를 보였으

며, 이는 채널이 해당 시간 영역에서 규정

을 준수한다는 것을 나타냅니다. 마지막

으로, 엔지니어는 주파수 영역을 검토하

여 시간 영역 시뮬레이션에 기반한 설계 변경이 부정적인 영향을 미치지 않았는

지 확인했습니다. 전체 프로젝트는 약 4주 만에 완료

되었습니다. 이 기간 동안 Interconnect Engineering은 수십 가지의 잠재적인 솔루션을 검토했으며, 현실적으로 가장 낮은 수준의 제조 비용을 유지하면서 예측 가능한 모든 상황에서 채널 작동이 보장

될 수 있도록 충분한 여유 성능을 제공하

는 설계를 제안했습니다. 네트워크 장비 공급업체는 시뮬레이션 결과에 기반하여 프로토타입을 제조했으며, 프로토타입은 예상대로 작동했습니다. 결과적으로, 네트워크 장비 공급업체는 시뮬레이션 과정 없이 상품을 개발했다면 필요했을 수십만 달러의 비용과 수개월의 시간을 절약했습

니다. 또한 이 공급업체는 가능한 최저 수준 또는 그에 가까운 수준으로 제조 비용

을 유지할 수 있었으며 예정된 제품 출시

일을 맞춰 고객 관계도 개선했습니다.

하이테크

�회로 시뮬레이터에 표시된 28Gb 인터페이스의 통계적 아이 다이어그램 플롯

네트워크 장비 공급업체는 시뮬레이션 과정 없이 상품을 개발했다면 필요했을 수십만 달러의 비용과 수개월의 시간을 절약했습니다.


증 가하는 전 세계 전기 사용량을 해결하고 화석 연료 기반 자원의 온실 가스 배출을 줄이려는 열망이 재생 에너지 기술의 수요를 이끌고 있습니다. 풍력 및

태양열 발전을 이용하는 것과 함께 전 세계의 조류, 해류 및 하천류에 존재하는 광대한 운동 에너지를 포착하는 것이 가장 유망한 재생 에너지원 중 하나입니다. 조류와 해류는 예측 가능하

므로 수중 발전소가 일정한 속도로 에너지를 생산하는 기저부

하 전력 공급원이 될 수 있다는 의미입니다. 이 점은 예측 불가

능하거나 간헐적인 다른 재생 에너지 대안에 비해 상당한 이점

입니다. 실험적인 해양 발전기의 초기 세대에서는 블레이드와 함께 슈라우드 프로펠러를 사용했으며, 샤프트에 연결된 지점

을 통해서만 지지되었습니다. 하지만 블레이드의 결과적 응력

으로 인해 파괴가 발생했으며 해결책을 모색하다 고가의 재료

를 사용하게 되었습니다.

발명가인 마이클 우르의 설계는 로터 블레이드의 외경을 슈라우드에 연결하는 방식으로 이러한 파괴 문제를 방지합니다. 로터에 연결된 회전 슈라우드는 유효 유동 면적을 확장하는 고정 슈라우드와 결합되어 개방형 터빈보다 훨씬 뛰어난 유동 유도 효과를 제공합니다. 이 설계는 효율성과 전력 출력을 향상시

킵니다. 내부 원주의 슬롯은 로터의 슈라우드 하류 부분, 즉 슈라우드가 디퓨저로 작용하는 부분에서 유동이 벽면에 부착된 상태를 유지하도록 돕습니다. 유동박리를 방지하면 항력이 감소하고 생산되는 전력이 증가합니다. 터빈 흡입구의 고정자가 유동에 미리 와류를 발생시키므로 로터가 더 많은 전력을 생산

할 수 있습니다. Gilmore Engineers는 이 콘셉트를 평가하고 설계 평가의 속도를 높이며 설계를 최적화하는 계약을 체결했습

니다. 엔지니어들은 ANSYS 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 채택했으며, 이를 통해 표준적인 구축 후 테스트(build-and-test)

에너지

조류 발전

작성자: 리처드 빌렛, 오스트레일리아 브리즈번 소재 Gilmore Engineers Pty Ltd., 선임 컨설턴트

한 컨설팅 회사는 시뮬레이션을 채택함으로써 이전 설계보다 4배 많은 전력을 생산하도록 혁신적인 조류 발전기의 설계를 최적화합니다.

전체 설계 최적화에 구축 후 테스트(build-and-test) 방법을 사용하여 설계를 최적화하는 데 필요한 시간의 4%, 일반적인 CFD 접근 방식에 비해서는 25%의 시간밖에 걸리지 않았습니다.


방법에 비해 개발 기간을 크게 단축하고 출력을 상당히 향상시킬 수 있었습니다.

시행착오법

마이클은 기본적으로 냅킨에 기록하

는 방식으로 이 독창적인 설계 콘셉트를 개발했지만, 다음 단계로 나아가려면 먼저 설계를 최적화하고 콘셉트를 검증하

며 생산 가능한 전력의 양을 예측하는 것이 필수적이라는 것을 깨달았습니다. 전통적인 접근 방식은 일련의 프로토타입

을 만들어 다양한 슈라우드와 블레이드 설계의 성능을 평가하는 것이었습니다. 이 경우 엔지니어들은 일련의 테스트를 실행하기 위해 유수 시설에서 작업을 설정했습니다. 이러한 테스트 중에는 소수

의 개별 포인트에서만 유량과 압력을 측정할 수 있기 때문에 각 테스트로부터 얻는 데이터가 제한되었습니다. 실험 설정

이 복잡하고 얻을 수 있는 정보가 제한되

는 만큼 개발 프로세스의 속도가 느려져

서 반복을 통해 최적화된 설계를 얻기까

지 1년 정도가 걸렸을 것입니다.

시뮬레이션 접근 방식

Elemental Energy Technologies Ltd.는 SeaUrchin™ 해양 발전기라고 하는 설계 콘셉트를 상업화하기 위해 설립되었습니

다. 이 회사는 엔지니어링 컨설팅 회사인 Gilmore Engineers와 시뮬레이션을 사용

하여 까다로운 설계를 최적화하는 계약

을 맺었습니다. 흐름이 박리되는 경향을 식별하기 위해 엔지니어들은 흡입구에서 배출구까지 물이 이동하는 동안 정밀하게 경계층의 시뮬레이션을 해야 했기 때문에 슈라우드 설계는 복잡했습니다. 유동박리

는 터빈 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 경계층에서 발생하는 유동 패턴의 복잡

성 때문에 이 영역의 난류 유동을 해석하

려면 정밀한 메시가 필요했습니다. 또 다른 문제는 물을 통과하는 블레이드의 동작을 고려하는 것이었습니다.

터빈을 분석하는 한 가지 방식은 완전

한 360도 트랜션트(transient) 해석을 사용하여 물을 통과하는 블레이드의 동작을 모델링하는 것입니다. 경계층의 난류는 RANS(Reynolds-Averaged Navier–Stokes) 난류 모델을 사용하여 모델링할 수 있습

니다. 이 정도의 복잡성을 갖는 모델을 사용하면 각 반복 과정마다 구축 후 테스트

에너지

ANSYS 터보 기계 솔루션을 사용한 설계 생산성 향상ansys.com/93tide

�CFD 결과는 발전기 표면 위에 표시된 압력과 속도 유선을 보여 줍니다.

�해양 발전기의 CAD 모델

디퓨저

슬롯

로터 블레이드

회전 슈라우드

12개 고정 블레이드

�SeaUrchin 해양 발전기의 프로토타입


(build-and-test) 방법만큼의 시간이 걸릴 수 있습니다. 하지만 이 모델은 연산 영역

의 모든 위치에 대한 유속과 압력을 비롯

하여 물리적 테스트보다 훨씬 많은 정보

를 제공하기 때문에 엔지니어들은 이 접근 방식을 사용할 경우 3개월 내에 설계를 최적화할 수 있다고 예측했습니다.

솔루션의 핵심인 회전 모델과 난류 모델

Gilmore Engineers는 설계를 최적화

하는 더 빠른 방법이 있는지 조사했습니

다. Gilmore Engineers가 ANSYS CFX CFD 소프트웨어를 선택한 이유는 이 소프트

웨어가 정밀하고 신뢰할 수 있으며 효율

적인 회전 기계류 모델링을 위한 모델과 인프라스트럭처를 제공하기 때문입니다. 해양 발전기는 회전 대칭성이 있으므로 Gilmore Engineers는 5차 주기 모델을 사용하여 컴퓨팅 리소스를 절약할 수 있었

습니다. 블레이드를 표현할 때는 유동으

로부터 에너지를 가져오는 다공성 영역이 포함된 간소화된 모델부터 시작했습니다. 이 모델의 요소 수는 100,000~200,000개 사이였습니다. 엔지니어들은 k-ε 모델만

큼 경제적이지만, 특히 박리된 유동에서 훨씬 높은 정확도를 제공하는 전단 응력 수송(SST) 난류 모델을 사용하여 광범위

한 유량 및 벽면 근접 메시 조건에 대한 해답을 구했습니다.

이 모델은 당시에 엔지니어들이 사용

한 데스크톱 PC에서도 매우 빠르게 해석

할 수 있었습니다. 엔지니어들은 일주일

동안 크기와 형태가 다른 30여 가지의 슈라우드를 디퓨저나 흡출관 영역에 중점을 두어 시뮬레이션을 함으로써, 유동이 벽면에 부착된 상태를 유지하면서 가장 낮은 압력을 얻을 수 있는 설계를 결정했습

니다. 그런 다음 가장 성능이 좋은 형상에 대해 슬롯의 크기, 형태 및 수를 변경하

고 생산 비용을 고려하는 방식으로 추가

적인 분석을 수행했습니다. 이러한 반복 과정을 통해 터빈의 확산 비율을 25% 증가시켰습니다.

최적 설계를 위한 반복

슈라우드를 최적화한 상태에서 회전 기준 프레임에서 블레이드를 해석했으며, 엔지니어들은 회전 구성 요소를 고정 구성 요소에 연결하기 위해 프로즌 로터(Frozen Rotor) 모델을 사용했습니다. 엔지니어들

은 모든 회전 각도에서 회전 구성 요소 주위에 준정상류(quasi-steady flow)가 존재

한다는 가정을 바탕으로 정상 상태 모드

에서 계산을 수행했습니다. 모델 크기는 약 1천만 개 요소까지 증가되었습니다. 엔지니어들은 먼저 초기 물리적 프로토타입

의 시뮬레이션을 하여 시뮬레이션 모델을 검증했습니다. 물리적 프로토타입의 발전

량은 1,484W였으며 출력 계수(Cp)는 0.46이었습니다. Cp는 생산된 전기를 물의 사용 가능한 총 에너지로 나눈 값입니다. 이 경우 시뮬레이션 모델은 1,600W의 발전

량과 0.50의 Cp를 예측했으며, 물리적인 테스트 설정을 정확하게 일치시키기 어

렵다는 것을 고려하면 실험 결과와 거의 같았습니다.

다음으로, 엔지니어들은 최적화된 슈라 우드 설계를 사용하여 일련의 블레이드 설계 변형을 10번 이상 실행했습니다. 결과 적으로, 터빈에서 생성되는 토크의 양을 초기 설계에 비해 15% 증가시켰습니다. CFD로 최적화된 설계의 발전량은 3,892W였으며 Cp는 1.22로, 초기 설계에 비해 거의 150% 향상되었습니다. Cp가 1.0을 초과

하는 이유는 계산은 흡입구 영역에 기반하

지만 배출구 영역이 네 배 정도 크기 때문

입니다. 전체 설계 최적화 프로세스에는 약 2주가 소요되었으며, 이는 구축 후 테스

트(build-and-test) 방법을 사용하여 설계

를 최적화하는 데 필요한 시간의 4%, 일반

적인 CFD 접근 방식의 25%에 해당하는 수준입니다. SeaUrchin은 최근에 Engineers Australia의 Newcastle Division에서 후원

하는 연례 Engineering Excellence Awards와 The Australian Awards에서 1등을 차지

했습니다.

Gilmore Engineers Pty Ltd는 ANSYS 채널 파트너인

LEAP Australia Pty Ltd의 지원을 받습니다.

�이 슈라우드 설계 위에 표시된 난류 운동 에너지는 디퓨저로부터의 유동박리를 보여 줍니다. 비효율적인 발전(왼쪽) 및 효율적인 발전(오른쪽)

SeaUrchin은 최근에 Engineers Australia의 Newcastle Division에서 후원하는 연례 Engineering Excellence Awards와 The Australian Awards에서 1등을 차지했습니다.


해 양 온도차 발전(OTEC)은 해양 재생 에너지 기술입니

다. 이 기술은 열대 바다에서 25°C 근처인 표층수와 약 1,000미터 심해의 5°C 근처인 심층수 사이의 온도

변화도를 활용하는 방식에 기반합니다. 많은 재생 에너지 기술

과 달리 OTEC는 날씨의 영향을 받지 않고 안정적인 전력을 생산

합니다. 이 온도 변화도는 지속적인 전기 공급원을 제공합니다. 중기적으로, OTEC는 열대 지방에 위치한 지역에서 증가하는 전기 수요를 충당하는 데 도움을 줄 것이며 미래 에너지 독립성을 보장할 것입니다. 이 혁신적인 솔루션은 화석 연료에 대한 친환

에너지

해양 발전소

작성자: 뱅상 멜로, 프랑스 낭트 소재 DCNS Group, 열역학 엔지니어

DCNS에서는 ANSYS 시뮬레이션과 서비스를 사용하여 해양 재생 에너지 기술의 설계를 최적화합니다.

안정적인 모델은 결과의 정확도 손상 없이 며칠이 아닌 몇 분내에 답을 제공할 수 있습니다.


경적 대안이며, 대륙의 전력망에 연결되

어 있지 않은 고립된 지역에서 여전히 광범위하게 사용됩니다.

이제 DCNS는 16MW를 생산하는 턴키 방식의 해양 열 에너지 부유 솔루션을 제공합니다. DCNS 그룹은 NEMO(New Energy for Martinique and Overseas) 프로젝트의 체계에 따라 2014년 7월에 허가된 EU 보조

금으로 마르티니크섬에서 해양 부유 OTEC 발전소를 개발하고 있습니다.

이 발전소의 응축기를 원활하게 설계

하기 위해 DCNS 연구팀은 ANSYS 시뮬레

이션 소프트웨어 및 서비스를 도입하여 제품 개발 프로세스의 속도를 높였습니

다. 이 설비는 대륙의 전력망에 연결되지 않은 국외 섬 지역에서 에너지 자립성을 확보할 수 있도록 돕는 OTEC 기술의 가능

성을 보여 줍니다.

랭킨 사이클

DCNS는 잠수함 및 수상함의 추진 시스템을 설계한 경험을 살려, 폐쇄 루프에

서 작동 유체로 암모니아를 사용하는 전통적인 랭킨 사이클을 바탕으로 OTEC를 개발했습니다. 액체 암모니아가 증기 발생기로 들어가고, 거기에서 표층수의 따뜻한 물로 가열되고 정압 상태의 비등 작용에 의해 기체가 됩니다. 터빈에 일정한 공급 압력이 필요하기 때문에, 터빈에서 사용되는 증기만큼 더 많은 증기가 생성

되도록 열을 추가합니다. 기체는 발전기

를 구동하는 터빈을 통과하면서 팽창되

고 응축기로 들어가 찬 심층수에 의해 냉각되어 다시 액체가 됩니다. 이 액체는 펌프에 의해 증기 발생기로 들어가고 사이

클이 반복됩니다.

랭킨 사이클 터빈의 성능에 중요한 영향을 미치는 응축기는 많은 수의 수평관

을 가지고 있으며 작동 유체(이 경우 암모

니아)가 이를 순환합니다. 일반적으로 찬 심층수인 냉각 유체가 관 내부를 순환합니

다. 관 어셈블리 외부에서 발생하는 작동 유체의 응축에는 여러 복잡한 현상이 관여합니다. 기체는 관과 접촉하여 응축될 때 액막을 생성합니다. 액막의 형태는 관 어셈블리에서 주변의 기체 속도와 중력에 따라 발전합니다. 응축액은 관 다발(Tube Bundle)에 있는 위쪽 관에서 아래쪽 관으

로 떨어집니다(침수). 응축 속도에 따라, 응축액은 방울, 기둥 또는 연속적인 판형

�OTEC 랭킨 사이클

�랭킨 사이클 터빈의 응축기 설계에서는 응축기에서 발생하는 현상을 고려해야 합니다.�관 다발(Tube Bundle)(위쪽), 다공질 매체 모델(중앙) 및 메시(아래쪽)

일류 기업이 CFD로 엔지니어링을 강화하는 방법ansys.com/93power

정체된 유체 증기 유속에서 침수


에너지

으로 떨어질 수 있습니다. 기체 속도가 증가하면 액막이 자극을 받아 열교환이 활발해지는 반면, 침수로 인해 액막 두께가 증가하여 열교환이 감소합니다. 응축기 설계의 목표는 대개 열교환을 극대화하

여 관 다발(Tube Bundle)의 크기를 줄이

고, 결과적으로 응축기의 크기와 비용을 줄이는 것입니다.

설계자는 대개 분석적 방법으로 초기 설계를 작성하여 응축기를 개발합니다. 이 접근 방식의 약점은 분석적 방법이 응축

기 형상을 고려하지 않으며 열교환기 내부의 국부적 값을 예측하는 기능이 없다

는 것입니다. 따라서 응축기의 핵심적인 요소인 관 다발(Tube Bundle) 배치를 최적화할 수 없습니다. 물리적 테스트에서

는 일반적으로 실험실 규모의 프로토타입

을 사용하지만, 이러한 프로토타입의 유체 역학 성능은 실제 생산 제품의 크기로 정확하게 확장되지 않는 경우가 많습니다.

응축기 시뮬레이션

몇 년 동안, DCNS는 새로운 설계의 문제 조사와 해결에 ANSYS CFD 솔루션을 사용하여 큰 성공을 거두었습니다. 하지만 시뮬레이션 워크플로를 연구 단계에서 설계 엔지니어링 단계로 이전하기 위해 DCNS

는 며칠이 아니라 몇 분 내에 답을 제공할 수 있으며 결과의 정확도도 손상되지 않는 안정적인 모델을 개발해야 했습니다. 프랑스의 ANSYS Customer Excellence 팀은 DCNS를 위해 간소화되었지만 안정적

이고 포괄적인 모델을 개발했습니다. 이러한 모델은 거의 즉각적으로 응축기 동작을 상당히 정확하게 예측했습니다. 원활한 협력을 통해 기대에 부응하는 결과가 도출되었습니다. 다음으로, DCNS 엔지니

어들이 3차원으로 침수의 시뮬레이션을 하는 새로운 접근 방식을 사용하여 추가

적인 모델을 개발했습니다. 그 결과, 일반

적으로 연구자들만 사용하던 강력한 시뮬

레이션 툴을 제품 설계와 개발을 담당하는 엔지니어들도 사용할 수 있게 되었습니다.

DCNS는 ANSYS Fluent를 사용하여 응축기 설계 프로세스를 개선하고 있습

니다. 응축기 모델에서는 관 다발(Tube Bundle)을 다공질 매체를 포함하는 등가 영역(equivalent domain)으로 기술합니다. 이 방법으로 DCNS는 메시 요소의 수를 상당히 줄일 수 있습니다. 하지만 여전히 모든 유압 및 열 현상을 정확하게 모델링하는 소스 항(source term)을 추가하여 나비에-스토크스 방정식(Navier–Stokes equation)의 풀이를 완성해야 합니다.

모델은 기체 상태의 흐름만 가정하고 응축은 표현하지 않습니다. 응축기에서 액체 부분은 매우 적으며, 일반적으로 관 주위의 얇은 층에 지나지 않습니다. 하지만 이 얇은 액막이 관의 내부와 바깥쪽 벽 사이의 열교환에서 중요한 역할을 합니다. 관련 알고리즘은 각 관에 대한 유속을 결정하고 관 다발(Tube Bundle)의 액막 침수

를 계산합니다. 이 접근 방식은 침수로 인해 발생하는 열저항을 계산하여 각 관의 내부와 외부 온도 균형에 기반하는 응축 유속 계산에 통합할 수 있게 만듭니다. 열교환은 연구 자료에서 발췌한 분석적 상관 관계를 기반으로 결정됩니다. 계속해서 응축 유속은 질량 보존 방정식의 항으로 표현

됩니다. 관 다발(Tube Bundle)의 기체 압력 손실을 나타내는 소스 항(source term)이 운동량 보존 방정식에 추가됩니다.

사용자 정의 함수가 두 소스 항(source term), 즉 응축 유속과 압력 강하를 계산

합니다. 맞춤형 사용자 인터페이스는 시뮬레이션을 설정하는 프로세스를 간소화

하고 입력 오류가 발생할 위험을 줄입니

다. ANSYS Meshing이 4면체 및 6면체 요소로 메시를 자동 생성합니다.

팀은 OTEC 응축기 프로토타입에서 이 시뮬레이션 방법론을 성공적으로 검증했

습니다. DCNS 엔지니어들은 관 내부에서

이 프로젝트를 통해 제품 설계와 개발을 담당하는 엔지니어는 강력한 시뮬레이션 툴을 사용할 수 있게 되었습니다.

결과적으로, 미래의 OTEC와 열기관 발전소, 선박 추진 시스템의 크기가 작아지고 가격이 낮아지게 됩니다.

�OTEC 프로토타입의 3차원 시뮬레이션

1단계

2단계

3단계

4단계


증기의 질량 유속과 출구 온도를 비교했

습니다. CFD 결과는 실험 데이터와 일치

했습니다.또한 DCNS 엔지니어들은 캐나다 세

인트 존에 위치한 Coleson Cove 발전소의 증기 작동식 열 엔진에 사용된 응축기의 시뮬레이션을 했습니다. Coleson Cove 발전소의 경우 엔지니어들은 CFD 결과를 서로 다른 6개 위치의 온도를 포함하는 실험 데이터와 비교했습니다. 그림에서 볼 수 있는 것처럼, CFD 결과는 실험 데이터와 일치했습니다.

대규모 프로토타입을 제작하기 전에 CFD 시뮬레이션을 사용하면 처음 시도부

터 열교환기의 국부적 값을 정확하게 예측할 수 있습니다. 또한 제품 설계 엔지

니어가 이를 이용해 설계 프로세스에서 훨씬 쉽게 관 다발(Tube Bundle)의 배치

를 최적화하고 열교환기의 성능을 향상

시킬 수 있습니다. DCNS는 다음 번 프로그램에서 CFD 시

뮬레이션을 통해 관 다발(Tube Bundle)의 형상과 유입구 위치를 최적화하여 증기 속도를 향상시키고 침수를 제한할 계획입니

다. 첫 번째 프로토타입을 제작하기 전에 이러한 현상과 기타 현상을 시각화하고 설계를 최적화하기 위해 CFD 모델이 사용될 것입니다. DCNS는 시뮬레이션이 성능 요구 사항을 충족하거나 초과하면서도 중량과 크기는 더 가볍고 작고 비용을 절감하는 응축기 설계를 제공하게 될 것이

라고 예상합니다. 맞춤형 프로세스를 통해 설계 엔지니어가 시뮬레이션 툴을 사용하여 설계 프로세스를 빠르게 처리할 수 있습니다. 결과적으로, 미래의 OTEC와 열기관 발전소, 선박 추진 시스템의 크기

가 작아지고 가격이 낮아지게 됩니다.

응축률

속도

�Coleson Cove 응축기의 CFD 결과

관 내부의 출구 온도절대 편차(°C)

셸 측 질량 유속상대 편차(%)

사례 1 0.18 2.1

사례 2 0.21 3.2

사례 3 0.26 5.1

사례 4 0.07 0.3

사례 5 0.01 0.9

사례 6 0.02 -0.4

사례 7 0.06 0.8

�OTEC 응축기 프로토타입에 대한 실험 데이터와 CFD 결과 비교


에너지

�Coleson Cove 발전소의 측정 위치

�Coleson Cove 발전소에 대한 CFD 결과와 실험 압력 결과 비교

�Coleson Cove 발전소에 대한 CFD 결과와 실험 온도 결과 비교

ANSYS 동영상 강의

https://www.youtube.com/user/ansyskoreasup


파손된 아담 조각상의 복원메트로폴리탄 미술관의 예술품 관리 위원들은 시뮬레이션 전문가들에게 600년 된 조각상의 복원에 도움을 요청했습니다.

작성자: 패트릭 커닝햄, 미국 코네티컷주 소재 Computer Aided Engineering Associates, Inc., 선임 엔지니어링 관리자 및 마이클 백, Computer Aided Engineering Associates, Inc., 선임 엔지니어링 관리자 캐롤린 리카델리, 미국 뉴욕시 소재 메트로폴리탄 미술관의 예술품 관리 위원

유물 보존

A NSYS Mechanical은 산산히 조각난 예술품을 복원하

는데 여러 방면으로 이용할 수 있습니다. 미국 코네

티컷주 미들베리에 위치한 CAE Associates(Computer Aided Engineering Associates, Inc.)의 엔지니어들은 뉴욕시 메트

로폴리탄 미술관의 예술품 관리 위원들과 협력하여 15세기 조각가 툴리오 롬바르도의 아담이라는 르네상스 시대 대리석 조각상을 복원함으로써 ANSYS Mechanical의 탁월한 기능을 입증

했습니다. 이 조각상은 2002년 10월 6일에 자체적으로 붕괴되

어 전시실 바닥에 어느 부분인지 알아볼 수 있는 28개의 조각과 수백 개의 더 작은 조각으로 부서졌습니다.

전통적인 복원 기법을 사용했다면 조각마다 구멍을 뚫고 금속 핀을 삽입한 후 접착제를 이용해 조각들을 다시 합쳤을 것입

니다. 하지만 메트로폴리탄 미술관의 성실한 예술품 관리 위원

들은 원본 예술품을 최대한 그대로 보존하고 필요한 경우 미래

의 예술품 관리 위원들이 완벽하게 되돌릴 수 있도록 침습을 최소화하는 느리고 신중한 보존 프로젝트를 선택했습니다.

12년에 걸친 프로젝트가 끝나고 조각상이 다시 미술관 전시

실에 우뚝 섰을 때 이 아담을 지지하고 있는 것은 두 발목과 왼쪽 무릎에 사용된 유리섬유 핀 세 개와 분해 가능한 강력 접착제 혼합물뿐이었습니다. 부서진 조각상 복원에 이렇게 매우 적은 수의 핀이 사용된 것은 전례가 없는 일입니다. 이는 프로젝트를 위해 모인 예술품 관리 위원, 재료 과학자 및 엔지니어로 구성된 대규모 팀이 노력한 결과이며, 메트로폴리탄 미술관의 3D 이미

징, 몰딩 및 프로토타이핑 담당 선임 관리자인 로널드 스트릿의 공헌이 핵심적이었습니다. 로널드는 부서진 각각의 조각을 레이저로 스캔하여 디지털 방식으로 복원하는 아이디어를 가지고

이 과정을 설명한 학술지 논문에 따르면, 파손된 조각상 복원에 컴퓨터 유한요소해석(FEA)이 사용된 것은 최초라고 합니다.

�툴리오 롬바르도. 아담, 1490~95년경. 카라라 대리석, 높이 191.8cm(78.5인치). 메트로폴리탄 미술관, 플레처 기금, 1936 (36.163).

사진

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있었으며, 이후 CAE Associates의 엔지니

어들에게 ANSYS 구조 해석 소프트웨어를 사용하여 조각상의 유한요소해석(FEA)을 수행해 줄 것을 요청했습니다.

미켈란젤로의 다비드 조각상 전체를 스캔하고 분석한 선례가 있긴 했지만, 부서

진 조각상을 복원하기 위해 이러한 기법이 사용된 것은 이번이 처음이었습니다. [1]

사고 현장 분석

2002년 10월 전시실 바닥에서 아담이 손상된 상태로 발견되었을 당시, 해당 조각상을 지지하던 받침대가 무너지면서 조각상이 오른쪽으로 쓰러진 것으로 보였습

니다. 예술품 관리 위원들은 과학 수사 방식으로 해당 현장에 접근했으며, 직사각

형 타일 바닥을 모눈으로 사용하여 조각

의 분포를 파악했습니다. 모눈의 한 축에

는 문자 라벨을 지정하고 다른 축에는 숫자 라벨을 지정한 다음, 조각들을 모으기 전에 각 직사각형의 사진을 찍었습니다. 이러한 정보는 복원에서 결정적인 역할

을 할 수 있습니다. 더 작은 조각들은 모눈 번호를 기록한 비닐 봉지에 넣었습니

다. 조각의 크기는 약 172kg에 이르는 몸통부터 복원 과정에서 재배치할 수 없는 대리석 먼지에 이르기까지 다양했습니다.

그 다음 마주하게 된 어려운 문제는 아담을 다시 조립하는 방법이었습니다. 조각 중 일부는 가루가 되어 사라져 버린, 부서

지기 쉬운 대리석으로 된 3차원 조각 맞추

기를 상상해 보십시오. 3D 그래픽 작업 경험이 있었던 스트릿은 각 조각을 레이저

로 스캔한 후 소프트웨어를 사용하여 조각을 맞추는 방법을 제안했습니다. 이렇

게 스캔하면 메트로폴리탄의 보존 팀이 폴리우레탄 발포체로 큰 조각들의 실물 크기 복제본을 가공할 수 있게 되며, 원래 형태에 딱 맞는 탄소섬유 칼라로 구성된 외부 지지 골조를 구성할 수 있습니다. 밀링 가공으로 만든 조각 모형을 통해, 예술

품 관리 위원들이 무겁고 깨지기 쉬운 대리석 대신 상대적으로 가벼운 발포체를 사용하여 복원 과정을 연습할 수 있었습

니다. 모형을 사용하여 복원용 골조를 개발하는 방식은 조각상 파편의 원래 파단 상태를 유지하는 데 큰 도움이 되었으며 표면의 추가적인 손실도 방지했습니다.

엔지니어 투입

복원을 위한 기본 계획을 개략적으로 결정한 후 CAE Associates의 엔지니어들

이 앞으로 전개될 구조적 문제를 평가할

유물 보존

�아담의 유한요소 모델. 왼쪽: 어셈블된 NURBS 모델. 중앙: 본드 결합된 접촉 지점을 포함하는 연속 NURBS 모델. 오른쪽: 레이저 스캔한 모델의 파편 경계에서 생성된 균열 접촉부의 한 면에서 가져온 표면이 포함된 하이브리드 모델(균열 표면을 표현하기 위해 활용됨)


차례가 되었습니다. 이 시점에 이미 예술품 관리 위원들은

발목에 구멍을 뚫었는데, 그 이유는 발목의 작은 단면이 그 위에 있는 조각상의 모든 무게를 지지하기 때문에 핀이 필요한 것이 분명했기 때문입니다. CAE Associates는 3D 복원에서 얻은 조각상의 형상과 ANSYS Mechanical을 사용하여 전체 조각상 모델

에 대한 구조 시뮬레이션을 함으로써 무게 중심, 힘의 전체적인 전달 과정, 조각

상 전체의 공칭 응력을 구했습니다. 왼쪽 무릎과 발목에 있는 국부적 핀 영역의 경우 핀 위치에서 상호 접촉에 의해 발생하

는 주변 응력 분포를 자세히 검토하기 위해 훨씬 밀도가 높은 메시를 사용하여 하위 모델을 구성했습니다.

상호 접점 모델링

작은 조각들이 손실되었고 스캔한 표면의 해상도가 낮아 왼쪽 발목과 왼쪽 무릎 영역에서 인접한 표면의 실제 상태를 정확하게 결정하기 어려웠습니다. 또한 조각상의 전체 무게를 이러한 영역에 적용할 경우 파편화된 표면의 국부적 파쇄가 발생

하여 표면이 국부적으로 맞물리게 될 가능성이 높았습니다. 결합 표면 상태의 가능한 변화를 고려하기 위해 CAEA의 엔지

니어들은 유한요소 모델을 사용하여 다음

과 같은 방식으로 문제를 제한했습니다.

• 왼쪽 발목과 무릎 관절의 모든 틈이 채워져 있는 균질 형상 모델(메트

로폴리탄 미술관에서 제공)을 기준

으로 사용했습니다. 이 모델은 사고 이전의 조각상을 대표하며 최상

의 시나리오로 간주됩니다.

• 최악의 시나리오를 표현하기 위해 파손 표면을 따라 매끄러운 평면 절단부가 있는 모델을 사용했습니다.

• 기준 모델에서 슬라이싱 툴로 사용

되는 파손 모델에서 표면을 가져와 거칠고 서로 맞물리는 접촉을 생성

하기 위해 ANSYS DesignModeler 형상 툴이 사용되었습니다. 이렇게 하여 서로 맞물리지만 조각나 있는 형상을 생성했으며, 이 형상은 복원할 때 발생하는 대리석 표면의 국부적 파쇄 효과를 표현했습니다.

분석 및 계획

FE 분석은 이미 뚫려 있는 5/16인치 직경의 구멍이 이전의 테스트에서 발목 복원에 최선이라고 결정된 유리섬유 핀에 적합하다는 것을 확인시켜 주었습니

다. 엔지니어들은 예술품 관리 위원들에

게 핀의 양끝을 고정하는 대신, 핀의 한 끝을 제자리에 고정하고 다른 쪽 끝은 움직

일 수 있게 두면 결합부의 접착이 실패하

여 전체 전단 하중이 핀에 전달되는 경우

에도 대리석이 손상될 위험을 줄일 수 있다는 것을 보여 주었습니다.

남은 문제는 넓적다리 부분과 종아리 부분, 그리고 둘 사이를 채우는 쐐기 모양

의 대리석 조각, 이렇게 세 부분으로 파손

된 왼쪽 무릎을 복원하는 방법이었습니

다. 쐐기 부분과 종아리 부분의 접촉 부위에는 지면과 평행한 균열면이 있었습

니다. 조각상의 무게가 이 위치에서 압축 응력의 형태로 분산되기 때문에 처음에

는 핀을 삽입할 필요가 없을 것처럼 보였

습니다. 하지만 쐐기 부분과 넓적다리 부분의 접촉 부위는 기울어져 있기 때문에 전단력이 작용합니다. 따라서 이 부분의 구성이 훨씬 어려웠습니다. 예술품 관리 위원들의 바람대로 핀 없이 복원할지, 아니면 핀 하나 또는 두 개를 사용해야 할지

를 결정해야 했습니다. 또한 접착제만으

로 충분한 강도를 얻을 수 있는지 확인해

야 했습니다. 철저한 확인을 위해 예술품 관리 위원

들은 세 가지 옵션, 즉 접착제만 사용하는

�양쪽에 ANSYS Mechanical 응력 결과가 표시되어 있는 아담의 나무 둥치와 오른쪽 및 왼쪽 다리(가운데). 열 1과 2는 압축 (파란색과 녹색으로 표시됨) 및 인장(주황색과 빨간색으로 표시됨) 응력을 보여 줍니다. 열 3과 4는 전단 응력을 보여 줍니다.

�아담의 왼쪽 무릎에 대한 유한요소 하위 모델. 왼쪽: 접착제만 사용하는 결합. 오른쪽: 넓적다리에서 쐐기 부분을 통해 종아리로 연결되는 유리섬유 핀. 이 모델의 핀은 최종적으로 조각상에 사용된 핀보다 큽니다.

구조 시뮬레이션을 위한 스마트 전략ansys.com/92strategies


경우, 쐐기 부분과 넓적다리 부분을 연결

하는 핀 하나와 접착제를 사용하는 경우, 더 긴 핀 하나를 사용하여 종아리, 쐐기, 넓적다리 부분을 관통하여 연결하고 접착제를 사용하는 경우를 모두 조사하기

를 원했습니다.CAE Associates는 ANSYS Mechanical을

사용하여 일련의 파라미터화된 시뮬레이

션을 하여 제안된 핀의 위치와 길이에 따라 무릎과 조각상 전체의 하중이 어떻게 달라지는지 조사했습니다. 또한 핀과 대리석 사이의 접착제 결합 강도를 마찰이 없는 상태, 즉 뚫린 구멍에서 자유롭게 움직이는 상태부터 강한 접착 상태에 이르

기까지 변화시켜 결합 강도가 전단 응력 발생 시 핀과 대리석 사이의 힘 전달에 어떤 영향을 주는지 시뮬레이션을 했습니다.

이후의 시뮬레이션에서 쐐기와 넓적

다리 접촉 부위의 접착제 결합이 파괴되

는 것이 최악의 시나리오로 나타났습니

다. 쐐기와 종아리 접촉 부위의 접착제 결합 파괴는 무릎에서 대부분 흡수되는 압축력을 생성했지만 쐐기와 넓적다리 접촉 부위에서 발생하는 파괴는 오른쪽 발목과 나무 줄기-엉덩이 연결 부위의 응력

을 상당히 증가시켰습니다. 인체 조각가

가 바위나 나무 둥치 같은 제3의 수직 요소를 활용하여 두 다리와 함께 추가적인 지지점을 제공함으로써 조각상의 하중을 세 위치에서 지지하는 것이 표준 관행이었

다는 점이 흥미롭습니다. 툴리오 롬바르

도는 이를 위해 아담의 오른쪽 엉덩이가 나무 둥치에 연결되도록 설계했습니다. 이 취약 지역에 응력이 전달되는 것을 방지하려면 쐐기-넓적다리 접촉 부위의 핀을 통해 조각들이 정렬되어야 하며 조각

상의 무게로 인한 수직력과 전단력이 왼쪽 다리로 연속적으로 흐를 수 있어야 합니다. 핀을 종아리 부분까지 확장하면 접착제가 파괴되는 경우 추가적인 안정성

을 제공할 수 있습니다. 예술품 관리 위원들은 이 엔지니어링

데이터를 고려하여 최종적으로 길이 4인치, 직경 0.25인치의 유리섬유 핀을 왼쪽 무릎에 삽입하여 넓적다리와 종아리를 쐐기 부분을 통해 연결하는 방안을 선택했

습니다.

실행

실제 복원 프로세스는 메트로폴리탄 미술관의 예술품 관리 위원들이 수행했으

며, 수개월에 걸쳐 체계적으로 진행되었

습니다. 예술품 관리 위원들은 한 번에 한 부분의 결합 작업에만 집중했으며, 조각

상의 큰 부분은 각각을 실물 크기 폴리우

레탄 모델을 사용하여 개발한 외부 골조

와 탄소섬유 칼라로 지지했습니다. 조각

들을 연결하기 위해 예술품 관리 위원들

은 결합할 조각 표면에 아크릴 접착제를 도포하고 골조에 조각을 다시 놓은 후 조

유물 보존

엔지니어들은 ANSYS DesignModeler를 사용하여 “서로 맞물린” 접촉 지점이 있는 독창적인 하이브리드 모델을 고안했으며, 이 모델은 복원된 구조물을 보다 정확하게 표현할 수 있었습니다.

�튼튼한 채널 스톡과 탄소섬유 칼라로 만들어진 외부 지지 골조에 들어 있는 아담 조각들. 조립된 다리를 독립적인 탄소섬유 코르셋 안에 매달려 있는 몸통까지 올리는 데에는 맞춤 설계된 인양 테이블이 사용되었습니다.

사진

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심스럽게 조각을 맞추었습니다. 접착제가 자리를 잡은 후 나머지 다리 조각들을 접착제를 사용하지 않는 건식 방법으로 조립했습니다. 조립된 다리를 독립적인 탄소섬유 코르셋 안에 매달려 있는 몸통까

지 올리는 데에는 맞춤 설계된 인양 테이

블이 사용되었습니다. 이 방식으로 조각

상의 전체 무게가 새로 붙인 결합부에 적용되었습니다. [1] 각 결합부는 접착제가 최대 강도에 도달할 때까지(약 2개월) 외부 골조로 지지되었기 때문에, 이 기간 동안 예술품 관리 위원들이 다음 결합부의 작업을 할 수 있었습니다. 마지막으로 결합한 부분은 아담의 머리였으며, 줄 달린 크래들에 올려 제 위치에 내리는 방식으

로 결합했습니다. 이 결합으로 보존 처리

의 구조적 부분이 완료되었습니다. 나머

지 작업에는 대리석이 먼지가 되어 사라진 공간을 채우고, 주변 대리석과 일치하도록 채움 부분의 색을 조정하는 일이 포함되

었습니다. 아담은 2014년 11월 10일 메트

로폴리탄 미술관의 새로운 베네치아 예술 전시실에서 일반에 다시 공개되었습니다.

아담의 복원 작업은 모든 예술품 관리 위원들과 엔지니어들에게 유례가 없는 프로젝트였습니다. 모든 참가자들이 서로의 관점, 한계, 전문 용어를 이해하려고 노력했기 때문에 모든 관련자들이 배움을 얻을 수 있는 자리였습니다. 참가자 모두 공동 연구자들의 재능을 알게 되었고 각 그룹의 소중한 가치를 알게 되었습니다.

항공우주, 의료, 토목 및 제조 응용 분야에서 엔지니어링 구조물을 분석해왔던 CAE Associates의 엔지니어들은 자신의 구조물 유한요소 전문 기술을 적용하여 예술품 관리 위원들이 귀중한 예술 작품의 복원 방법과 관련된 까다로운 결정을 내릴 수 있도록 정보를 제공했다는 데에 보람을 느꼈습니다. 이 프로젝트는 광범위

한 재료 테스트와 유한요소해석을 프로세

스에 추가함으로써 대형 대리석 조각품 보존 실무에 새로운 지평을 열었습니다. 미래에 또 다른 주요 조각상이 쓰러져 크게

파손된다면 ANSYS Mechanical이 복원 프로세스에 참여할 가능성이 높습니다.

참고

[1] Riccardelli, C; Soultanian, J; Morris, M; Becker, L; Wheeler, G. and Street, R.; The Treatment of Tullio Lombardo’s Adam: A New Approach to the Conservation of Monumental Marble Sculpture, Metropolitan Museum Journal. 2014. Volume 49, 49–116페이지. metmuseum.org/research/metpublications/The_Treatment_of_Adam_Metropolitan_Museum_Journal_v_49_2014 (16/09/2015).

The Metropolitan Museum of Art Video: After the Fall: The Reconstruction of Tullio’s Adam, metmuseum.org/metmedia/video/collections/esda/after-the-fall (16/09/2015).

Cunningham, P. CAE Associates. Using Submodels to Give Adam a Leg to Stand On, caeai.com/blog/using-submodels-give-adam-leg-stand (16/09/2015).

Riccardelli, C. CAE Associates. Reconstruction of Tullio’s Adam, CAE Associates Blog, caeai.com/resources/reconstruction-tullios-adam (16/09/2015).

ANSYS MECHANICAL에서 하위 모델링 구현ansys.com/93adam2

미래에 또 다른 조각상이 쓰러져 크게 파손된다면 ANSYS Mechanical이 복원 프로세스에 참여할 가능성이 높습니다.

�주요 파손 부위와 빨간색으로 세 개의 유리섬유 핀 위치를 보여 주는 아담의 3D 모델 � 복원 후의 아담, 2014년

사진

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실링의 발전Daikin은 중합체 전문 지식으로 배터리 개스킷 설계를 개선하도록 도와 자동차 리튬 이온 배터리의 안정성과 수명을 향상시키고 있습니다.

작성자: 지홍 리우, 일본 오사카 소재 Daikin Industries, Ltd., Environmental Technology Laboratory

자동차

Daikin Industries, Ltd.는 세계 유수의 에어컨 및 냉장

고 제조업체로 잘 알려져 있지만 플루오로일래스토

머, 플루오르 중합체, 플루오르화 탄소를 비롯한 제품에 주력하는 플루오르 화학 물질 분야의 개척자

이기도 합니다. Daikin은 이 분야의 전문성을 활용하여 회사 제품을 위한 새로운 시장을 선도하고 있습니다. 예를 들어 플루오

르 중합체는 에너지 효율성이 높은 차세대 전기 자동차에 사용

되는 리튬 이온 배터리의 전극을 둘러싸는 개스킷용으로 선택

하는 화합물로 고무를 대체하고 있습니다.

ANSYS 소프트웨어는 개스킷의 성능을 분석할 때뿐만 아니라 더 뛰어난 개스킷을 설계할 때도 도움이 되었습니다.


자동차 산업에서 플루오르 중합체 개스킷 시장이 커짐에 따라, 실(seal) 성능을 평가하고 향상시킬 필요성이 Daikin 엔지

니어들에게 중요한 문제가 되었습니다. ANSYS 소프트웨어는 엔지니어들이 회사

의 NEOFLONTM PFA 화합물로 제조된 개스

킷의 성능을 분석할 때뿐만 아니라 더 뛰어난 개스킷을 설계할 때도 도움이 되었

습니다.

자동차 리튬 이온 배터리 개스킷의 성능 요구 사항

리튬 이온 배터리에 사용되는 개스킷

은 배터리에서 전해질이 누출되거나 공기 중의 수분이 배터리에 침투하는 것을 방지하는 실 역할을 합니다. 또한 개스킷

은 양극과 음극이 접촉하여 단락이 발생

하는 것을 방지하는 전기 절연체 역할도 합니다. 배터리의 안전성과 수명을 보장

하려면 자동차 리튬 이온 배터리 개스킷

의 실링 및 절연 기능이 15년 이상 보장되

어야 합니다. 또한 배터리 개스킷에는 고온, 장기간 계속되는 응력 등과 같이 크리

프(creep) 변형을 유발할 수 있는 악조건

에서도 실의 형태를 유지할 수 있는 복원

력이 있어야 합니다. 개스킷이 압축되면 발생하는 복원력이 개스킷과 금속 표면

사이에서 기밀 실을 형성합니다. 이 효과

를 달성하기 위해 자동차 리튬 이온 배터

리 개스킷은 개스킷의 전체 두께가 시간

이 지나도 일정하도록 보장하는 횡단면 형태로 설계됩니다.

전통적으로 배터리 개스킷은 고무로 제조되었습니다. 오랜 세월 동안 다른 중합

체로 개스킷을 생산하는 것이 가능한지 검토하지 않았습니다. 하지만 NEOFLON PFA 같은 플루오르 중합체는 뛰어난 전해질 내성, 전기 절연성 및 기후 내성을 가지고 있을 뿐만 아니라 투습성도 낮습니다. 이 재료는 금속 표면의 오목한 부분에 끼어들

어가 실을 형성할 수 있으며, 처리제나 접착제를 사용하지 않고 거친 표면에 적용

할 수 있습니다. 매우 낮은 온도(−40°C) 또는 장기간 고온(60°C)에 노출된 경우에도 PFA는 복원력과 실 성능을 유지합니다. 또한 전해질 접촉에 대한 응답에서 PFA 스웰

링의 양이 고무의 10분의 1 미만입니다.

개스킷 성능 시뮬레이션

기존에는 개스킷이 경사각(θ) 0도에서 사용되었기 때문에 경사가 없었으며 단면 두께가 일정했습니다. 일반적으로 물리적 프로토타입을 만들고 테스트하는 데 필요

한 시간 때문에 개스킷 경사각 변화의 효

�다양한 경사도에서 단면 하나 또는 두 개가 기울어진 상태로 200,000시간이 흐른 뒤 개스킷 반발력의 변화

�상부와 하부 단면이 모두 수평면을 기준으로 기울어진 상태에서 축방향 대칭성이 있는 원형 개스킷의 횡단면 형태

+0/2

+0/2

I-D

C L SEC C L COVER

CAULK PIN

H

O-D

�상부 단면이 수평면을 기준으로 기울어진 상태에서 축방향 대칭성이 있는 원형 개스킷의 횡단면 형태

+Ө

I-D

C L SEC C L COVER

CAULK PIN

H

O-D

�개스킷이 표시된 리튬 이온 배터리 다이어그램

ANSYS: 자동차 시뮬레이션 솔루션ansys.com/93auto

개스킷

습기

절연

전도

집전기(전기가 누적되는 장소)

음극 양극

전해질


과를 거의 검토할 수 없었으며, 물리적 테스트의 제한으로 인해 엔지니어가 설계를 개선하려면 시행착오법에 의존해야 했습

니다. Daikin 엔지니어들은 컴퓨터 시뮬레

이션을 사용하면 노후화 관련 변화의 효과를 보다 잘 이해하고 개스킷의 형태와 경사를 변화시켜 PFA 개스킷의 효율과 기대 수명을 높이는 방법을 배울 수 있다는 가설을 세웠습니다.

PFA의 탄소성 및 크리프 특성의 시뮬

레이션을 하기 위해 Daikin 엔지니어들은 ANSYS 구조 역학 솔루션을 사용하여 온도

가 매우 높은 환경(60°C 또는 140℉)에서 자동차 리튬 이온 배터리 개스킷이 제자리

에서 압축될 때 발생하는 반발력의 시뮬레

이션을 했습니다. 개스킷, 코크 핀 및 커버

는 축을 기준으로 대칭이며 상부 단면(또는 상부 및 하부 단면 모두)은 수평면을 기준

으로 기울어진 상태입니다. 실은 코크 핀을 개스킷의 하부 단면에 대해 누르고 커버를 개스킷의 상부 단면에 대해 누르는 방식 으로 시뮬레이션을 했습니다. 실 성능은 실에 대한 반발력의 크기에 비례하여 향상됩니다.

Daikin 엔지니어들은 폰 미제스 항복 조건(von Mises yield criteria)에 기반한 다중선형 등방성 경화 탄소성 모델을 사용하

여 PFA의 재료 특성을 모델링한 다음, 수정된 시간 경화 모델을 적용하여 60°C에서 200,000시간 후 크리프 특성의 시뮬레이

션을 했습니다. 그런 다음 서로 다른 경사

각으로 다양한 횡단면 개스킷을 가상으로 테스트하여 각 개스킷 설계와 경사각에서

의 반발력을 결정했습니다. 엔지니어들은 개스킷이 바깥쪽으로 기울어진다는 것과 개스킷의 두 단면 모두에서 증가된 경사

각으로 인해 경사가 없는 일반적인 형태

보다 더 높은 반발력 즉, 더 나은 실 성능

을 얻을 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 팀은 다양한 경사각에서 시간의 효과

를 추가로 분석했으며 최적의 설계는 시간이 지나도 가장 강한 반발력을 유지한

다는 점에서 두 단면이 +θ까지 기울어진 개스킷이라는 것을 확인했습니다. 또한 시뮬레이션에서 개스킷에 크리프를 방지하

고 반발력을 높일 수 있는 다른 개선점도 있는 것으로 나타났습니다.

Daikin 엔지니어들은 ANSYS 시뮬레이

션을 통해 얻은 정보를 사용하여 개스킷 수명 기간 동안 20% 향상된 실 성능을 제공하는 횡단면 설계를 개발했습니다. 이 설계는 이전에 상상조차 하지 않은 것이

었으며 현재 특허 출원 중입니다. 엔지니

어들은 물리적 모델을 제작하고 테스트

하는 데 소요되던 2개월의 평가 시간을 단 0.5일로 단축했습니다.

새로운 개스킷 설계와 다른 혁신적인 플루오르 중합체 제품의 시뮬레이션을 지속적으로 함으로써 Daikin은 새로운 시장

을 계속 개척하고 있습니다.

Daikin Industries는 ANSYS 엘리트 채널 파트너인

Cybernet Systems Co. Ltd.의 지원을 받습니다.

자동차

Daikin은 평가에 소요되는 시간을 2개월에서 단 0.5일로 단축했습니다.

�개스킷 반발력의 노후화 관련 변화

�경사각(Ө)이 40도인 개스킷의 200,000시간 후 실 표면 압력 분포

한 단면이 +Ө까지 기울어짐 두 단면 모두 +Ө까지 기울어짐, 최적의 설계(b)

한 단면이 –Ө까지 기울어짐 두 단면 모두 –Ө까지 기울어짐


�경사각 +Ө가 40도인 개스킷(b)에서 실 표면 압력 분포의 시간에 따른 변화

0시간

100,000시간

10,000시간

200,000시간

강력한 시뮬레이션에는 강력한 성능 필요

시뮬레이션 기반 설계는 기업이 프로토타입을 제작하는 방법을 바꾸고 있으며, Intel과 ANSYS가 이러한 혁신을 주도하고 있습니다.

이제 Mechanical 16.0이 Windows*에서 Intel® Xeon Phi™ 코프로세서를 지원합니다.

http://bit.ly/Intel-AnsysPartnerPage

©2015 Intel Corporation. All rights reserved. Intel, Intel 로고, Intel Inside 및 Xeon Phi는 미국 및 기타 국가에서 Intel Corporation의상표입니다. *기타 이름 및 브랜드는 해당 소유자의 자산일 수 있습니다.


친 환경 제품 및 시스템에 대한 정부의 우대 조치와 함께 환경 규제가 강화되면서 많은 산업에서 엔지니

어링 팀이 급격한 변화를 겪게 되었습니다. 예를 들어 발전 산업의 경우 더 많은 발전소가 풍력, 수력 및 태양열 발전을 사용하여 건설되고 있으며, 빠르게 성장하는 시장과 새로

운 고객 요구 사항이 등장했습니다. 엔진이나 엔진 구성 요소를 주로 처리해야 하는 제품 개발 팀은 더 엄격해진 배기 가스 표준

과 향상된 연비를 지원하는 중량 제한에 직면하게 되었습니다.일반적으로 Gilkes라고 불리는 Gilbert Gilkes & Gordon Ltd.는

발전 및 엔진 산업 양쪽에서 선도적인 제조업체입니다. Gilkes Hydro는 수력으로 전기를 생산하는 수력 발전 시스템의 세계

적인 선도업체로, 80여 개국에서 6,700개 이상의 터빈을 설치

했습니다. Gilkes Pumping Systems는 고출력 디젤 엔진의 냉각

에 사용되는 정밀 펌프 제품군을 제조하며, 세계 유수의 많은 디젤 엔진 제조업체에 제품을 공급하고 있습니다.

1853년 영국 레이크 디스트릭트에서 설립된 Gilkes는 전통

이 깊습니다. 이 회사의 주공장은 1856년 이래로 동일한 지역에 위치하고 있으며, 1881년 이래로 동일한 기본 소유권이 유지되

고 있습니다. 충성도가 높은 고객 기반과 입증된 제품 설계의 안정성을 바탕으로 Gilkes는 오랜 기간 소형 수력 발전 시스템과 엔진 냉각 펌프 분야에서 전 세계 시장을 선도할 수 있었습니다.

Gilkes의 냉각 펌프 기계 설계 엔지니어인 린제이 엔트위슬은 “Gilkes의 전통적인 접근 방식은 테스트를 통해 고성능 설계를 만들고 회사 공장에서 생산할 수 있도록 최적화한 다음 몇 년 동안 해당 설계의 변형에 의존하는 것입니다. 고객은 제품 성능에 매우 만족했으며, 이것은 오랜 세월 잘 작동한 접근 방식이었습

니다.”라고 말합니다.하지만 지난 10년간 Gilkes가 종사하는 두 산업 환경이 모두 변했

습니다. 부분적으로, 재생 가능 에너지에 대한 정부 보조금 때문

에 수력 터빈 시장이 세계의 많은 지역에서 빠르게 성장하기 시작

했고, 새로운 경쟁업체가 나타났으며, Gilkes는 시장 점유율을 지키 기 위해 더 높은 터빈 성능을 보장해야 했습니다.

또한 환경 의식이 높아져 디젤 엔진에 대한 새로운 규제적 표준이 나타났습니다. 따라서 Gilkes의 기존 펌프 설계에 배기 가스를 줄이고 다른 환경 목표를 충족하면서 생산 비용을 절감

할 수 있도록 더 높은 성능 수준이 필요해졌습니다. 최근 수년간 Gilkes의 제품 요구 사항은 크게 변했습니다.

시뮬레이션: 경쟁 우위

두 시장 모두에서 Gilkes의 전통적인 경쟁업체들은 이러한 변화된 기회를 활용하는 혁신적인 설계를 개발하기 위해 빠르

게 움직였으며, 이러한 요구 사항을 해결하는 새로운 제품을 빠르게 설계하고 출시하기 위해 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션 툴에 크게 의존했습니다.

엔지니어링 시뮬레이션이 Gilkes에게 새로운 개념은 아니었

습니다. 전통적으로, 설계 분석이 필요한 경우 Gilkes는 전문 컨설팅 회사에 CFD 시뮬레이션을 외주로 주었습니다. 또한 Gilkes는 가까운 랭커스터 대학교에서 Gilkes의 긴급한 엔지니어링 과제 중 하나를 해결하는 것과 관련하여 연구 주제를 잡은 박사과

정 학생의 연구를 후원하고 있었습니다.Gilkes 수력 터빈 연구개발 책임자인 알란 로빈슨은 “우리는 지

금까지 엔지니어링 시뮬레이션에 가벼운 마음으로 투자했으며,

발전 분야의 혁신소형 수력 발전 시스템과 엔진 냉각 펌프 분야의 세계적 선도업체인 Gilkes는 입증된 제품을 기반으로 오랜 기간 성공을 이어오고 있습니다. 2013년, 회사의 경영진은 업계에서 선두를 지켜나가려면 제품 혁신이 필요하다는 것을 인식했습니다. 이 회사는 사내에서 엔지니어링 시뮬레이션 분야의 전문가를 양성함으로써 빠르고 비용 효율적으로 회사 제품군을 재창조하고 있습니다. 162년의 성공적인 역사를 자랑하는 이 오래된 회사는 대대적인 혁신을 목표로 하는 다른 회사를 위해 몇 가지 교훈을 알려주었습니다.

작성자: ANSYS Advantage 담당자

발상적 선구자

Gilkes는 시장 점유율을 지키려면 더 높은 터빈 성능을 보장할 수 있어야 했습니다.

�알란 로빈슨, 조 스콧 및 린제이 엔트위슬


제품 혁신을 지원하기 위한 중심 전략으 로 심각하게 고려하지 않았습니다.”고 말하 며 이어서 “우리 회사는 덜 약속하고 더 해주 는 역사를 가지고 있습니다. 하지만 입찰 평가가 효율성 보장에 심하게 편중되면서 제품 성능을 향상시켜야 한다는 생각이 들었

습니다. 즉, 우리 회사의 정신을 지키면서 더 높은 수준의 보장을 제공할 수 있는 혁신 이 필요했습니다. 엔지니어링 팀은 이 문제 에 대응하여 사내에 시뮬레이션 역량을 확보하자는 제안을 했으며, 이것은 우리 회사 가 시뮬레이션이 회사에 부족한 핵심 경쟁력 이 되었다는 것을 인식하고 있었기 때문입 니다.”라고 말했습니다.

로빈슨은 계속해서 “우리는 경영진에

게 시뮬레이션 소프트웨어의 능력과 신속

한 제품 재설계를 돕는 방식을 보여 주었

습니다. 경영진은 기술만이 아니라 시뮬

레이션에 숙련된 새로운 엔지니어링 인력에 상당한 투자를 하는 것에 동의했습

니다.”라고 밝혔습니다.

새로운 역량의 구체화

2013년에 Gilkes의 수력 터빈 사업부

를 위한 전문 CFD 엔지니어로 조 스콧을 고용했습니다. 스콧은 이직하기 전에 20년 동안 시뮬레이션 소프트웨어를 사용했

으며, Gilkes의 두 사업부 모두에서 시뮬

레이션 챔피언이 되었습니다. 스콧은 “우리의 첫 수업은 소프트웨

어를 세심하게 선택하는 것이었습니다.업계 최고의 소프트웨어를 구매하기

로 결정한 후에도 실제 솔루션을 선택해

야 했습니다. 우리는 CFD 시뮬레이션이 두 사업부 모두의 요구 사항이라는 것을 알게 되었지만 펌프 엔지니어링 팀은 구조적 신뢰성을 보장하기 위해 유한요소해석(FEA)도 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 하지만 다양한 수준의 FEA 분석 툴이 존재

했기 때문에 솔루션을 일상적인 문제와 일치시켜야 했습니다.”라고 말했습니다.

스콧은 처음에 일부 동료에게 시뮬레

이션 소프트웨어를 교육했지만 ANSYS가 제공하는 전문가 교육을 활용하는 것이 최선의 전략이라는 것을 금방 깨달았습니다. “저는 CFD 소프트웨어를 매우 잘 알고 있지만 직접 내부 교육을 관리하는 것은 시간과 비용면에서 효율적이지 않으며, FEA 솔루션에 대한 실질적인 지식이 거의 없

�Gilkes 냉각 펌프

�장착된 하중 조건하의 총 변형을 보여 주는 Gilkes 이중 회로 선박용 펌프의 ANSYS 구조 시뮬레이션

�Gilkes는 탁월한 엔지니어링 기술을 보유한 기업으로, 오랜 역사를 가지고 있습니다.

펌프 및 수력 터빈ansys.com/93pumps


습니다. 따라서 한 팀을 구성해 정규 소프

트웨어 교육에 참여시켰으며 핵심 사용자 그룹을 준비하고 운영할 수 있었습니다.”라고 스콧은 말했습니다.

현재 스콧은 파트타임 ANSYS 사용자 3명과 함께 수력 터빈 사업부에 합류했

습니다. Gilkes의 냉각 펌프 사업부에는 CFD 소프트웨어를 사용하는 네 명의 엔지

니어와 FEA 소프트웨어를 사용하여 구조 문제를 해석하는 또 다른 세 명의 팀 구성

원이 있습니다. 전반적으로, Gilkes는 전화 지원과 온

라인 고객 포털을 충분히 활용하여 기술

적 문제에 대한 답을 얻고 있습니다. 스콧

은 “소프트웨어 공급자는 문제에 대한 웹 및 전화 지원을 제공하며, 이러한 리소스

사용에 소극적일 필요가 없습니다. 폭넓

은 제품 지식을 기반으로 지원하고 있습

니다.”라고 말합니다.Gilkes는 단일 사용자 소프트웨어로 시

작했으며 사용자 추가가 필요한 경우 임대하는 방식을 사용했지만 2015년에 장기 계약을 할 필요가 있다는 것을 깨달았

습니다. 계속해서 스콧은 “Gilkes의 실질

적인 시뮬레이션 소프트웨어 사용량을 평가할 수 있게 되면서 라이선스를 임대하

는 것보다 구매하는 것이 합리적이라는 것을 알게 되었습니다. 이것은 2015년에 회사 팀에서 시뮬레이션을 사용한 빈도에 기반한 재정적 결정 사항이었습니다.”라고 밝혔습니다.

변화의 필요성

Gilkes에서 엔지니어링 시뮬레이션을 채택하자 첨단 기술을 배우고 싶어 했던 많은 기존 직원들이 이를 받아들였습니다. 로빈슨은 “회사의 엔지니어들은 더 전통

적인 방법을 사용하여 많은 복잡한 계산

과 설계 작업을 수행했기 때문에 작업을 자동화할 수 있는 새로운 소프트웨어가 생긴 것에 열광했습니다. 엔지니어들은 첨단 기술을 빠르게 익히고 싶어 했습니

다.”라고 말했습니다.시뮬레이션에 중점을 두는 새로운 경

향은 대학에서 배운 기술을 적용할 준비

가 되어 있는 최근 대졸자들에게도 매력

적입니다. 2014년에 Gilkes에 입사한 엔트위슬은 “전통적으로, Gilkes 엔지니어

가 일하는 방식과 대학에서 새로운 엔지

니어를 교육하는 방식에 차이가 있었습

니다. 하지만 제가 입사했을 때에는 이러

한 차이가 사라졌으며, 현재 Gilkes는 엔지니어링 실무의 최첨단에 서 있습니다. 이 회사에서 일하는 것이 정말 기쁩니다.”라고 언급했습니다.

변화가 환영을 받았지만 로빈슨은 기업 문화적 관점에서 난제가 있었다고 말했습니다. 그는 “이전에는 비전문적이어

도 전반적인 지식을 가진 엔지니어가 전체 프로젝트를 감독할 수 있었습니다. 이

발상적 선구자

우리는 경영진에게 시뮬레이션 소프트웨어의 능력과 신속한 제품 재설계를 돕는 방식을 보여 주었습니다. 경영진은 상당한 투자를 하는 것에 동의했습니다.

�Gilkes 생산 현장의 펠턴 수차


제는 각자의 역할이 다르고 전문 분야가 상이한 모듈식 프로세스를 설치했습니다. CFD 전문가와 FEA 전문가처럼, 각 단계마

다 전문가가 있습니다. 회사는 프로세스

를 변경하고 직원을 재배치해야 했지만 시뮬레이션을 핵심 역량으로 완벽히 적용할 필요가 있었습니다.”라고 설명했습니다.

로빈슨은 “모든 직원이 변화의 필요

성을 인식한 것이 도움이 되었습니다. 효율을 향상시켜야 한다는 인식과, 뺏긴 주문을 통해 모든 직원이 일을 다르게 처리

해야 한다는 인식을 갖게 되었습니다. 또한 다른 사업부에도 Gilkes의 기업 문화적 저항을 극복하는 데 도움이 될 것이므로 엔지니어들과 경영진의 비전을 공유

하도록 조언했습니다.”라고 덧붙였습니다.

새로운 시대의 도래

불과 3년이라는 짧은 기간 동안 Gilkes는 내부 시뮬레이션 역량

이 전혀 없던 상태에서 벗어나 10명의 엔지니

어가 시뮬레이션 소프트

웨어를 상시 사용하는 수준

으로 변모했습니다. 회사는 이러한 역량을 갖추기 위해 약 150,000파운드를 투자했으며, 여기에는 소프트웨어 라이선스, 하드웨어 및 교

육 비용이 포함됩니다. 이제 회사는 대규

모 시뮬레이션을 관리하고 분석 역량을 더욱 강화하기 위해 고성능 컴퓨팅(HPC) 클러스터를 만들려고 검토하는 중입니다.

로빈슨은 “이제 엔지니어링 시뮬레이

션이 분석 전략의 기반이 되었으며, 지속

적으로 설계를 평가하고 발전시켜야 하는 이론적 사고를 촉진하는 데 사용됩니다. 시뮬레이션 투자의 재정적 영향을 측정하

는 것은 어렵습니다. 하지만 이제 더욱 빠르고 비용 효율적으로 혁신적인 설계를 할 수 있기 때문에 더 많은 계약을 따내게 되었으므로 투자 수익이 기대된다는 것은 말할 수 있습니다. 우리는 시뮬레이션이

이미 실질적인 차이를 만들었으며 Gilkes에게 새로운 성공 시대를 안겨 줄 것이라

고 믿고 있습니다.”라고 말했습니다.”

• 신중한 소프트웨어 선택. 업계 최고의 공급자

인지 확인하고 일상적인 엔지니어링 문제를 해결할 수 있는 개별 솔루션을 선택해야 합니다.

• 공급자의 기술 자료 활용. 공급자는 고객을 돕기 위해 전문가 교육, 전화 지원 및 웹 지원을 제공합니다. 이러한 리소스를 활용하십시오.

• 실제 소프트웨어 사용량에 따라 라이선스 구성. Gilkes는 처음에 소프트웨어를 임대했다가 사용량을 완벽하게 파악한 후 정확한 개수의 라이선스를 구매했습니다.

• 변화의 필요성에 대한 공감대 형성. 아무리 긍정적인 변화라 해도 직원들이 작업 방식을 바꿀 이유를 납득하지 못하면 받아들이기 어렵

습니다.

시뮬레이션을 새롭게 접하는 회사를 위한 Gilkes의 네 가지 조언

�펠턴 터빈 수차의 ANSYS CFD 시뮬레이션

더욱 빠르고 비용 효율적으로 혁신적인 설계를 할 수 있기 때문에 상당한 규모의 고객 계약을 성사시켰습니다.


산 업에 변혁을 불러오는 혁신적인 제품을 개발하기 위해 기업은 제품 설계 프로세스를 향상시키고 제품 신뢰성을 높이는 새로운 방법을 끊임없이 모색하고 있

습니다. 설계 프로세스의 초기부터 시뮬레이션 기반 가이드를 구현하면 조직이 제품 설계의 성능과 신뢰성을 한 차원 높은 수준으로 끌어올릴 수 있다는 것은 잘 알려져 있지만 실제로 이를 실행하는 것이 어려운 경우가 많습니다. 많은 전통적인 시뮬레

이션 툴은 많은 학습 시간을 요구하여 일반적인 엔지니어링 사용자 집단보다는 시뮬레이션 전문가에게 더 적합합니다. 오랜 세월 동안 엔지니어링 시뮬레이션을 제공하는 것이 ANSYS의 특징이 되었지만 최신 릴리스에는 시뮬레이션 프로세스를 혁신

하도록 설계된 새로운 시뮬레이션 환경이 포함되어 있습니다. 이 환경에서는 모든 엔지니어가 선도적인 단일 물리, 복합 물리

(단일 물리 솔루션의 순차적 사용) 및 다중물리(연동된 둘 이상

의 물리 솔루션 동시 사용) 시뮬레이션을 사용할 수 있습니다. ANSYS Workbench 플랫폼을 기반으로 구축된 ANSYS AIM은 엔지니어링 시뮬레이션의 진입 장벽을 낮추는 새로

운 몰입형 시뮬레이션 환경입니다. AIM은 업계를 선도하는 ANSYS 솔버 기술과 가이

드 기능이 제공되는 맞춤형 시뮬레이

션 프로세스를 통합합니다. 따라

서 전체 엔지니어링 조직이 시뮬레이션 기반 가이드를 이용

할 수 있습니다.

직관적인 사용자 환경

ANSYS AIM은 모든 엔지니어가 전체 제품 개발 프로세스에서 시뮬레이션

에 기반한 설계 의사 결정

을 할 수 있도록 역량을 강화하는 직관적인 최신 사용자 환경을 제공합니다. 이 사용자 환경은 시뮬레이

션을 처음 접하거나 간헐적으로 사용하는 모든 사용자를 위해 단일 및 복합 물리 시뮬레이션과 다중물리 시뮬레이션을 포함

한 모든 시뮬레이션의 설정, 실행 및 결과 평가를 간소화합니다. AIM이 제공하는 시뮬레이션 워크플로의 핵심은 단일 물리 시뮬

레이션과 다중물리 시뮬레이션 응용 분야 모두에서 작업 기반 워크플로를 정의하는 시뮬레이션 프로세스 템플릿입니다. 템플릿을 통해 시뮬레이션을 처음 사용하거나 간헐적으로 사용

하는 사용자도 설계 의사 결정의 기반이 되는 시뮬레이션을 빠르게 배우고 활용할 수 있습니다. 또한 AIM 사용자 인터페이스

는 사용자에게 시뮬레이션 프로세스의 단계와 사용자의 주의가 필요한 모델 입력을 가이드하는 많은 시각적 지원 기능을 제공

합니다. 시뮬레이션 프로세스의 전체 과정에서 AIM의 통합 도움말 시스템은 쉽게 이해할 수 있는 엔지니어링 용어로 표현된 광범위한 비디오 콘텐츠와 정보 메시지를 제공합니다. 이 도움

말 시스템은 사용자가 시뮬레이션에 보다 쉽게 친숙해질 수 있도록 설계되어 있습니다.

시뮬레이션 워크플로 사용자 정의

쉽게 사용자 정의할 수 있는 Workbench 플랫폼 기반의 ANSYS AIM 사용자 환경

은 스크립트를 사용하여 환경을 사용

자 정의하고 시뮬레이션 워크플로

를 자동화할 수 있는 툴을 제공합

니다. 대규모 설계 그룹이 있는 많은 회사에서 CAE 기반 그룹

을 최적의 시뮬레이션 적용 사례를 정의하고 시뮬레이

션 워크플로를 표준화합니

다. 이러한 시뮬레이션을 보다 쉽게 설계 그룹에 배포할 수 있도록 AIM에서는 조직

의 특정 시뮬레이션 프로세

스에 따르도록 조정된 사용

자 정의 템플릿을 만들 수 있

솔루션

ANSYS AIM 소개:모든 엔지니어를 위한 시뮬레이션이 통합 시뮬레이션 솔루션은 단 하나의 최신 사용자 환경 내에 모든 ANSYS 물리 솔루션을 포함하고 있습니다.

작성자: 스티브 스캄폴리, ANSYS 수석 제품 관리자

�유량 제어 밸브의 유체-구조물 상호 작용 시뮬레이션. 유체력에 의한 밸브 스템의 변형을 보여 줍니다.


습니다. 사용자 정의 템플릿과 자동화된 워크플로는 CAE 기반 그룹이 엔지니어링 시뮬레이션 지식을 표현할 수 있는 역량을 강화하며 설계 프로세스에서 시뮬레이션

을 사용하는 설계 그룹에게 전문적인 가이드를 제공합니다. 이렇게 전체 설계 그룹에 시뮬레이션을 배포하면 제품 혁신

과 출시에 필요한 기간이 단축되어 결과

적으로 보다 혁신적이며 신뢰할 수 있는 제품이 탄생하게 됩니다.

AIM의 사용자 정의 기능은 Python 프로 그래밍 언어의 오픈소스 구현인 IronPython 을 통한 네이티브 저널링과 스크립팅에 기반합니다. 저널링과 스크립팅 기능을 사용하면 모든 시뮬레이션 단계를 기록

한 후 쉽게 사용자 정의하여 맞춤형 템플

릿을 만들 수 있습니다. 이러한 템플릿을 사용하여 CAE 기반 전문가가 조직을 위한 엔지니어링 시뮬레이션 모범 사례를 표현

하고 시뮬레이션 워크플로를 정의할 수 있습니다. AIM 사용자 인터페이스는 사용자 인터페이스 확장 기능을 통해 추가적인 조정이 가능합니다. 예를 들어 사용자 정의 데이터 패널, 워크플로 및 최종 사용자 설명서를 만들 수 있습니다. 또한 AIM은 식을 통해 변수 경계 조건과 기타 모델 입력

을 정의할 수 있는 강력한 식 언어를 포함

합니다. 이러한 사용자 정의 툴, 식 언어 및 스크립팅 구문은 다양한 시뮬레이션 물리의 모든 단계에서 사용됩니다. CAE 기반 그룹은 AIM의 사용자 정의 기능을 통해 일관된 최적의 엔지니어링 시뮬레

이션 적용 사례와 자동화된 워크플로를 보다 광범위한 엔지니어링 조직에 성공

적으로 배포할 수 있습니다.

현실적인 제품 모델링 환경

현실적인 제품 환경은 본질적으로 다중물리 효과를 포함합니다. 예를 들어 유체력, 열 효과, 구조적 무결성 및 전자기 방사가 모두 제품 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 제품 성능과 신뢰성을 극대화하

려면 엔지니어가 정기적으로 이러한 다중

물리 효과가 개발 중인 제품의 실제 사용 상태에 어떤 영향을 미치는지 검토해야 합니다. AIM을 사용하면 엔지니어가 다중물리 상호 작용의 시뮬레이션을 하여 제품 설계가 현실적인 제품 환경에서 원하는 성능을 내는지 확인할 수 있습니다.

AIM에는 많은 산업 응용 분야의 광범

위한 제품 설계 문제를 해결하는 데 꼭 필요한 다중물리 시뮬레이션 기능이 포함되

어 있으며, 매년 빈번한 릴리스를 통해 AIM 기능의 다양성과 전문성이 빠르게 향상될 것입니다. 제품 설계의 유체 및 열 성능을

�ANSYS AIM의 작업 기반 워크플로가 자전거 크랭크 어셈블리의 정적 분석을 위한 시뮬레이션 프로세스를 가이드합니다. 몰입형 메뉴를 통해 모델 입력과 결과를 빠르게 지정하고 편집할 수 있습니다.

ANSYS AIM 개요ansys.com/93aim

ANSYS AIM은 업계를 선도하는 ANSYS 솔버 기술과 가이드 기능이 제공되는 맞춤형 시뮬레이션 프로세스를 통합합니다. 따라서 전체 엔지니어링 조직이 시뮬레이션 기반 가이드를 이용할 수 있습니다.


평가할 수 있도록 AIM은 층류와 난류를 모두 평가할 수 있는 정상 상태(steady-state) 유동 및 열전달, 유체와 고체 온도를 결정

할 수 있는 복합 열전달(CHT), 자연 대류를 검토할 수 있는 유체 부력 효과, 고속 가스 흐름을 모델링할 수 있는 압축성 효과를 포함합니다. AIM의 빠르고 신뢰할 수 있는 유체 솔루션은 제품 설계의 유체 및 열 동작(fluid and thermal behavior)을 예측

하기 위한 유체 속도, 압력 강하, 양력 및 항력 계수 같은 주요 설계 파라미터를 정확하게 결정합니다. 구조적 성능을 평가

할 수 있도록 AIM은 부품 및 어셈블리의 정적 응력 분석(비선형 접촉 및 대규모 변형 포함), 고유 주파수 및 진동 특성을 결정할 수 있는 모달 분석, 구성 요소 및 어셈블리의 피로 수명을 계산할 수 있는 내구성 분석을 포함합니다.

유체 물리와 구조 물리를 단방향 유체-구조물 상호 작용을 통해 연동할 수 있으

며, 이 연동된 상호 작용은 정확한 유체력 전달과 고체 온도를 구조 시뮬레이션에 제

공하여 유

체 및 열 하중에 대한 구조물 응답을 평

가할 수 있게 해 줍니다. 전기

적 성능을 결정할 수 있도록 AIM은 직류 전기 전도 분석을 포함합니다. 따라서 제품 설계의 전류 분포, 전력 손실 및 전압 강하를 결정할 수 있습니다. 또한 AIM의 많은 다중물리 시뮬레이션 옵션은 완전하게 연동되는 열전기–응력 분석을 포함하며, 이를 통해 전력 손실을 제품 설계

의 온도 및 그에 따른 열 변형과 열 응력 계산에서 열원으로 사용할 수 있습니다.

AIM의 다중물리 시뮬레이션 기능을 사용하면 광범위한 산업 응용 분야에서 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 예를 들어 밸브, 유량 제어 장치 및 공정 측정 기기의 유체 및 구조 성능, 구조물에 대한 풍력 및 유동 하중, 열교환기, 엔진 구성 요소 및 전자 장치의 열과 응력, 퓨즈 및 버스바(busbar)의 전류 분포, 온도, 응력 등의 시뮬레이션을 할 수 있습니다. 이러

한 예는 실제 환경에서 제품 설계의 성능

을 결정하기 위해 ANSYS AIM에서 수행할 수 있는, 다중물리가 필요한 응용 분야의 일부일 뿐입니다.

입증된 고성능 시뮬레이션

빠른 속도로 진행되는 현재의 제품 설계 환경에서 설계 사이클은 짧고 회사는 정확한 시뮬레이션 결과를 신속하게 얻기

를 바랍니다. ANSYS AIM은 정확하고 확장 가능하며 입증된 엔지니어링 시뮬레이션 기술을 제공하여 이 문제를 해결합니다. AIM의 그래픽 사용자 인터페이스와 사용

자 환경은 새롭지만, 기반이 되는 솔버와 메시 생성 구성 요소는 세계에서 가장 까다로운 고객들을 대상으로 개발 및 검증

되어 입증된 ANSYS 기술에 기반합니다. AIM 시뮬레이션 워크플로의 모든 구

성 요소, 즉 메시 생성, 솔루션 및 후처리

에서는 병렬 컴퓨팅을 활용하여 전체 시뮬레이션 프로세스의 속도와 처리량을 극대화합니다. 병렬 컴퓨팅을 사용하면 팀이 AIM을 통해 여러 설계 대안의 반복 처리를 빠르게 수행하고 대규모 어셈블리

와 높은 상세 수준의 형상을 비롯한 고성

능도 시뮬레이션 모델을 평가할 수 있습

니다. 복잡한 형상의 고품질 메시를 빠르

게 생성할 수 있도록 AIM에서는 부품 단위 병렬 메시 생성을 사용하여 다중 CPU 코어를 메시 생성에 활용합니다. 엔지니

어링 팀은 다중 CPU 코어를 사용하여 개별 물리 솔루션과 다중물리 솔루션을 결합하고 솔루션 속도를 향상시킬 수 있습

니다. 기본적으로 각 솔버는 CPU 코어 두 개를 지원하지만, 대규모 시뮬레이션인 경우 소프트웨어에서 ANSYS HPC를 활용

하여 추가적인 CPU 코어에 액세스함으로

써 시뮬레이션 처리량을 더 높일 수 있습

니다. AIM 후처리도 병렬 컴퓨팅을 활용

합니다. 여기에는 정량적 결과와 정성적 결과 모두를 빠르게 평가할 수 있도록 모든 물리 분야에 대한 GPU 및 CPU 가속 후처리가 포함됩니다. AIM을 사용하여 제품 설계의 성능을 평가할 때 엔지니어는 속도, 신뢰성 또는 정밀도 중 어느 것도 포기

할 필요가 없습니다.

설계 대안 평가

엔지니어는 정기적으로 여러 설계

기반이 되는 솔버와 메시 생성 구성 요소는 세계에서 가장 까다로운 고객들을 대상으로 개발 및 검증되어 입증된 ANSYS 기술에 기반합니다.

솔루션

�공기의 유선(왼쪽 아래)과 고체 온도(오른쪽 위)를 보여 주는 수냉식 배기 헤더의 복합 열전달 시뮬레이션. 압축성 공기 흐름과 비압축성 물 흐름이 단일 CHT 시뮬레이션에 결합되어 있습니다.


대안을 평가하여 정확한 정보를 토대로 제품을 최적화해야 합니다. 제품 설계 공간

을 보다 자세하게 파악할 수 있도록 AIM은 다양한 설계 대안을 평가할 수 있는 파라

미터화 기능을 제공합니다. 기하학적 치수, 재료 속성, 경계 조건, 결과 수량 등과 같은 거의 모든 모델 입력이나 출력을 파라미터로 정의하고 파라메트릭 시뮬레이

션의 일부로 사용할 수 있습니다. 파라미터

를 정의한 후 파라메트릭 시뮬레이션 모델

을 적용하여 설계 대안을 빠르게 탐색하고 설계 공간을 보다 철저히 파악할 수 있습

니다. 또한 AIM은 설계 공간을 효율적으

로 평가하고 반응 표면을 개발하기 위한 실험계획법(DOE), 최적의 설계를 결정할 수 있도록 지원하는 목표 중심 최적화, 제

품 설계의 견고성을 확인하기 위한 식스

시그마 분석에 대한 옵션을 포함하고 있습니다. AIM의 파라메트릭 시뮬레이션 및 최적화 기능을 사용하면 엔지니어가 고성

능 제품 설계를 개발하고 제품 혁신을 가속화할 수 있습니다.

일상화된 시뮬레이션 기반 가이드

ANSYS AIM을 사용하면 효율적이고 직관적인 워크플로가 결합된 단일 및 다중

물리 응용 사례를 순차적으로 또는 직접 연동된 방식으로 분석함으로써, 엔지니

어가 광범위한 산업 분야에서 시뮬레이

션 가이드 기능을 능숙하게 일상적으로 활용할 수 있습니다. AIM의 시뮬레이션 프로세스 템플릿 및 가이드가 제공되는 워크플로는 설계 프로세스의 초기 단계

부터 엔지니어링 팀에 시뮬레

이션 지침을 제공하여 제품 성능

과 신뢰성을 향상시킵니다. AIM의 자동화 및 사용자 정의 기능을 사용하

면 조직의 엔지니어링 방법론에 맞게 자동화된 시뮬레이션 워크플로를 전체 엔지

니어링 조직에 성공적으로 배포하여 모든 엔지니어가 시뮬레이션에 액세스할 수 있게 만들 수 있습니다.

�전위(electric potential)를 보여 주는 버스바(busbar)의 DC 전기 전도 시뮬레이션

AIM의 다중물리 시뮬레이션 기능을 사용하면 광범위한 산업 응용 분야에서 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다.

�등가 응력을 보여 주는 클러치 하우징 및 프레임 어셈블리의 정적 분석


컨설팅 서비스

위탁 해석

작업량, 리소스, 빈도 등 고객의 스케줄이나 예산에 맞는 현실적인 해석 계획을 세워드립니다.경험이 풍부한 숙련된 엔지니어가 전문적인 CAE 기술을 제공합니다.

해석 제안

먼저 당사 직원과 상담하십시오. 효율적인 계획을 제안해 드립니다. 해석안의 검토, 모델링 템플릿 작성, 당사 직원의 교육 등을 통해 CAE 능력을 최대한 발휘할 수 있습니다.

메시 생성

당사 엔지니어가 고품질 메시를 생성합니다. 작업 시간이 단축되며 정확도가 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

소프트웨어 사용자 정의

물리 모델이나 수치 모델과 더불어, 모델의 평가, 평가 결과의 분석에 정통한 엔지니어가 고객의 요구에 맞춰 ANSYS의 CAE 소프트웨어를 사용자 정의합니다.

특별 교육

문제가 되는 주제를 제시하면 그 내용에 맞는 교육을 실시합니다. 프로젝트를 시작할 때 효과적입니다. 고객 회사에서의 교육 실시에 대한 상담도 가능합니다.

컨설팅 문의

담당자 Tel Fax E-mail

김한석 이사 02-3441-5010 02-3441-5050 [email protected]

기타 서비스

기술 지원

사용자가 보낸 질문 내용을 해당 분야의 전문가가 정확하게 파악하여 신속하게 응답합니다. 문제에 따라 전세계 네트워크를 활용하여 대응하고 있습니다.

교육 및 세미나

소프트웨어를 충분히 활용할 수 있도록 초보자부터 상급자 대상의 각종 교육 및 세미나가 준비되어 있습니다. 교육 과정은 소프트웨어 사용법에 관한 강의와 실습으로 구성됩니다. 희망하시는 경우 고객 회사에서의 교육도 가능합니다.세미나는 애플리케이션 또는 업계별로 특화된 내용을 소개하는 강의 형식입니다. 강사는 ANSYS 그룹의 국내외 직원이 담당하고 있습니다.

ANSYS Korea Convergence Conference매년 개최되는 Korea ANSYS Conference에서는 국내외 사용자 여러분이 한자리에 모입니다. 각 분야의 해석 사례 발표 외에 개발 상황 등이 보고됩니다.

매거진

정기적으로 발행되는 매거진인 ‘ANSYS ADVANTAGE’에서는 제품 정보뿐만 아니라 전세계의 적용 사례, 소프트웨어 활용법 등의 최신 정보를 소개합니다.

웹 사이트

당사 웹 사이트(http://www.ansys.kr)에서는 제품 정보나 적용 사례를 다수 소개하고 있습니다.또한 각종 세미나 개최나 전시회 출전 등 최신 이벤트 정보도 참조하십시오.

ANSYS 서비스


제목 기간 제목 기간

1월_HFSS 기본교육 2016/01/28 ~ 2016/01/29 4월_WB Mechanical 기본교육 2016/04/19 ~ 2016/04/20

2월_Simplorer 기본교육 2016/02/16 ~ 2016/02/17 4월_DesignerSI 기본교육 2016/04/21 ~ 2016/04/22

2월_Siwave 기본교육 2016/02/16 ~ 2016/02/17 4월_Mechanical Heat Tranfer 고급교육 2016/04/22 ~ 2016/04/22

2월_Spaceclaim 기본교육 2016/02/23 ~ 2016/02/23 4월_Icepak 기본교육 2016/04/26 ~ 2016/04/27

2월_Icepak 기본교육 2016/02/24 ~ 2016/02/25 4월_Icepak 고급교육 2016/04/28 ~ 2016/04/29

2월_WB Mechanical 기본교육 2016/02/24 ~ 2016/02/25 4월_HFSS Antenna 고급교육 2016/04/28 ~ 2016/04/29

3월_Maxwell 기본교육 2016/03/03 ~ 2016/03/04 5월_ Mechanical Acousstics 고급교육 2016/05/03 ~ 2016/05/03

3월_EMI / EMC 실무해석 교육(고급) 2016/03/08 ~ 2016/03/09 5월_Transformer & Inductor 고급교육 2016/05/04 ~ 2016/05/04

3월_ESD/EMS 고급교육 2016/03/10 ~ 2016/03/10 5월_Siwave 기본교육 2016/05/12 ~ 2016/05/13

3월_SI Fundamental 고급교육 2016/03/10 ~ 2016/03/105월_Designlife(Ncode) Fatigue Analysis 고급

교육 2016/05/12 ~ 2016/05/12

3월_WB Mechanical 기본교육 2016/03/15 ~ 2016/03/165월_Design Modeler & Workbench Meshing 기본교육

2016/05/17 ~ 2016/05/18

3월_Design Modeler & Workbench Meshing 기본교육

2016/03/15 ~ 2016/03/16 5월_Fluent 기본교육 2016/05/19 ~ 2016/05/20

3월_Fluent 기본교육 2016/03/17 ~ 2016/03/18 5월_SI Fundamental 고급교육 2016/05/19 ~ 2016/05/19

3월_HFSS 기본교육 2016/03/17 ~ 2016/03/18 5월_Q3D 기본교육 2016/05/20 ~ 2016/05/20

3월_Siwave 기본교육 2016/03/23 ~ 2016/03/24 5월_Simplorer 기본교육 2016/05/24 ~ 2016/05/25

3월_SCADE Suite 기본교육 2016/03/29 ~ 2016/03/31 5월_HFSS 기본교육 2016/05/25 ~ 2016/05/26

3월_Mechanical Dynamics 고급교육 2016/03/29 ~ 2016/03/30 5월_HFSS 3D Layout 고급교육 2016/05/27 ~ 2016/05/27

4월_Motor 설계 교육(고급) 2016/04/05 ~ 2016/04/06 6월_Automation 고급교육 2016/06/02 ~ 2016/06/03

4월_HFSS 기본교육 2016/04/07 ~ 2016/04/08 6월_Maxwell 기본교육 2016/06/02 ~ 2016/06/03

4월_Motor Control 고급교육 2016/04/07 ~ 2016/04/07 6월_HFSS 기본교육 2016/06/09 ~ 2016/06/10

4월_CFX Turbomachinery 고급교육 2016/04/08 ~ 2016/04/08 6월_CFX 기본교육 2016/06/09 ~ 2016/06/10

4월_Actuator 고급교육 2016/04/12 ~ 2016/04/12 6월_SCADE Display 기본교육 2016/06/14 ~ 2016/06/15

교육 문의

담당자 Tel Fax E-mail

신주연 02-3441-5000 02-3441-5050 [email protected]

2016년 상반기 교육 일정

bd ANSYS ADVANTAGE 9호 | 3호 | 2015호

ANSYS Korea 서울특별시 강남구 삼성1동 159-9번지 도심공항타워 21층

(02) 3441-5000 [email protected] ansys.kr

전체 시스템의 가상 프로토타입 시뮬레이션을 지원하는 ANSYS 16.2 Realize Your Product Promise®

자세한 내용 보기: ANSYS.COM/16.2

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