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2022 R2 Structure Update: Mechanical, LS-DYNA, Motion

Ansys 2022 R2에서 Ansys Structure 제품군에 대한 방대한 개선과 기능 추가가 이루어졌다. 본 세션에서는 Mechanical, LS-Dyna, Motion에 대한 업데이트사항을 자세히 설명한다.

2022 R2 Structure Update: PyMAPDL의 소개 및 활용

PyMAPDL은 선택한 Python 환경 내에서 다른 PyAnsys 라이브러리 및 기타 외부 Python 라이브러리와 함께 Mechanical APDL을 사용할 수 있게 해주는 PyAnsys 에코시스템으로 PyMAPDL을 사용하여 Mechanical APDL을 프로그래밍 방식으로 생성, 상호 작용 및 제어하여 자신만의 맞춤형 작업 공간을 생성할 수 있다. 또한 PyMAPDL을 사용하여 사용자 정의 스크립트로 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 발표에서는 PyMAPDL에 대해 소개하고, 머신러닝 라이브러리와 PyMAPDL을 함께 활용한 예시를 시연한다.

2022 R2 Fluids Update: Ansys Fluent GPU Solver

Fluent GPU Solver는 범용 컴퓨팅에 그래픽 처리 장치(GPU)를 사용하며 이는 데이터 병렬 연산을 수행하는 데 최적화되어 있다. GPU의 높은 병렬화를 통해 기존 멀티코어 CPU 기반 계산보다 최대 5배 빠른 속도로 유동 해석을 계산할 수 있다. 범용 처리를 위한 Fluent GPU Solver의 GPU 사용은 NVIDIA가 개발한 병렬 컴퓨팅 플랫폼 및 응용 프로그래밍 인터페이스인 CUDA(Compute Unified Device Architecture)로 개발 되었다.

2022 R2 Fluids Update: Fluent Aero Workspace

다양한 비행조건 (마하수, 고도)에서 항공기의 자세 (받음각)에 따른 공기역학적 성능 (양력, 항력 및 모멘트계수)를 쉽고 빠르게 계산할 수 있는 Fluent Aero Workspace (Fluent Aero)를 소개한다.

2022 R2 Fluids Update: PyFluent

PyFluent는 선택한 Python 환경 내에서 다른 PyAnsys 라이브러리 및 기타 외부 Python 라이브러리와 함께 Fluent를 사용할 수 있게 해주는 PyAnsys 에코시스템이다. PyFluent를 사용하여 Fluent 세션을 프로그래밍 방식으로 생성, 상호 작용 및 제어하여 자신만의 맞춤형 작업 공간을 생성할 수 있고 PyFluent를 사용하여 사용자 정의 스크립트로 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 발표에서는 PyFluent를 소개하고 예시를 시연한다.

2022 R2 Electronics LF Update: Ansys Maxwell, Motor-CAD 소개

Ansys Maxwell은 대표적으로 Ansys Motion과의 새로운 연성해석 workflow가 추가되었고 CoreLoss 및 Skew에 따른 모터 ROM모델을 Ansys Twin Builder에서 생성 할 수 있다. Ansys Motor-CAD는 Python용 JSON-RPC Method 및 NVH 관련 기능이 새롭게 추가되었고, Lab model에서 해상도 조절 및 Loss ratio 조절 기능이 생겼다. 본 발표에서는 Ansys Maxwell과 Motor-CAD의 2022R2 업데이트 내용에 대해서 소개한다.

2022 R2 Electronics HF Update: High Frequency & SI/PI

Ansys 2022 R2 전자기장 고주파 제품군의 업데이트 사항에 대하여 설명한다.

2022 R2 Electronics Update: PyAEDT

PyAEDT는 PyAnsys 에코시스템에 포함된 Ansys ADET 위한 Python 인터페이스입니다. 따라서 PyAEDT는 CPython의 다양한 공학라이브러리와 Ansys AEDT의 해석기능을 같이 사용할 수 있는 환경을 제공하고 있습니다. PyAEDT를 사용하여 CPython 개발환경에서 Ansys AEDT의 해석 자동화을 진행함으로써 전자기장 해석 작업의 생산성을 향상 시킬 수 있습니다. PyAEDT 과 CPython 의 개발 환경을 소개하고 간단한 데모를 소개하도록 하겠습니다.

연성해석을 통한 Ansys Motion의 Multi-Physics Simulation

Ansys Motion은 다물체 동역학 해석을 기반으로 하여 다양한 기계 시스템의 특성을 분석할 수 있다. 하지만 좀 더 정교한 분석을 위해서는 다양한 물리계와의 연성 해석이 필요하다. 현재 Ansys Motion은 Twinbuilder, Rocky, Maxwell과의 연성 해석이 가능하다. Twinbuilder는 제어 시스템을 구성할 수 있고 Rocky는 입자 모델, Maxwell은 전자기장 모델을 구축할 수 있다. 본 발표에서는 간단한 연성 해석 예제들을 통하여 더욱 확장된 Ansys Motion의 활용성과 적용 대상을 소개한다.

모델리카를 이용한 시스템 해석 소개

디지털 트윈 및 다분야 통합해석 기술과 같이 최근 산업군 전반에서 복잡한 시스템을 효과적으로 모사하기 위한 모델기반 시스템 해석에 광범위 하게 활용되고 있는 모델리카 언어에 대해 입문자 중심으로 소개한다. 모델리카란 무엇이고, 광범위한 시스템 모델 생성에서 왜 모델리카 효율적인지 그 특징을 알아보고자 한다. 또한, 현재 모델리카를 지원하는 다양한 시스템 해석 소프트웨어에 대하여 소개하고 대표적 소프트웨어에 대한 간략한 사용법과 특징에 대해 살펴보고자 한다.

하이브리드 디지털 트윈 : 해석 기반과 데이터 기반 디지털 트윈을 하나로

최근 몇 년간 다양한 형태의 디지털 트윈이 국내에 소개되었고, 다양한 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 산업계에서는 실제 센서에서 취득한 데이터를 기반으로 ML/DL등의 인공지능을 활용하는 방법과 엔지니어링 데이터, 물리 모델과 CAE등을 활용하는 해석 기반 방법으로 디지털 트윈을 위한 시뮬레이션과 예측 모델을 구현하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 발표에서는 예측 모델의 정확도를 높이고 실제 동작을 더 잘 모사하기 위하여 디지털 트윈을 구현하기 위한 두 가지 방법을 결합하여 디지털 트윈을 구현하는 하이브리드 방법을 소개하고자 한다.

Virtual Class 활용한 효과적인 S/W 실습 교육 활용사례

COVID-19로 인해 급격하게 도입된 온라인 교육 환경의 장·단점을 분석하고, 기존의 온.오프라인 환경에서 구현하기 어렸웠던 S/W 교육 문제를 해결하기위한 클라우드 기반의 하이브리드 S/W 교육 플랫폼 서비스인 Virtual Class를 실제 활용 사례를 기반으로 소개하고자 한다.

하이브리드 교육을 위한 소프트웨어 실습 교육 플랫폼, Virtual Class 4.0

Virtual Class 4.0은 해외 서비스를 목표로 영문서비스를 제공한다. 그간의 노하우를 바탕으로 고객의 니즈를 반영하였으며, 기존 3.0(All-In-One) 버전에서 제공하던 여러가지 기능(균일한 가상 실습 환경 지원 / 실시간 모니터링 및 원격지도 기능 / LMS 등)을 업그레이드했다. 또한 사용자의 요청에 따라 맞춤형 버전( Live / On-demand / Enterprise )을 제공한다. 이에 따라 Virtual Class 4.0을 자세히 소개하고자 한다.

CAE/CFD 시뮬레이션을 위한 비용효율적인 HPC 구성 방법

고성능 컴퓨팅(HPC)은 CAE/CFD서의 복잡한 문제를 혁신적인 방식으로 해결한다. 최신 프로세서, 가속기에 대한 최신 기술 트랜드와 CAE CAE/CFD 시뮬레이션을 위한 비용효율적인 구성 방법을 소개한다.

ADAS 구현을 위해 Ansys가 제공하는 솔루션

본 발표에서는 최근 가속화 되고 있는 ADAS(지능형 운전자 보조 시스템) 구현을 위해 자동차에 탑재되는 하드웨어와 소프트웨어 개발을 위한 Ansys의 솔루션을 소개한다. Camera, Radar, LiDAR 등의 해석 사례를 소개한다.

자율주행 레이더 센서 기술 동향

자율주행을 위한 레이더 및 라이더 센서 중심으로 기술 트랜드에 대해 소개하고 향후 레이더 기술의 발전방향에 대해 소개한다. 또한 자율주행 센서에 필수적으로 적용되어야 하는 기능안전 및 고신뢰성 기술 이슈에 대해 소개한다.

탄소중립을 위한 차량용 반도체 패키지 기술동향

현재 전세계적으로 지구온난화로 인해 다양한 환경문제가 발생하고 있다. 탄소중립을 위해 CO2감소는 핵심적인 요소이며 자동차 시장에서는 EV/HEV 보급이 해결 방안으로 논의되고 있다. 또한 반도체 시장에서 이루어야 할 과제와 차량용 반도체 패키지의 기술동향 및 기술적 이슈에 대해 소개한다.

친환경 선박용 하이브리드 추진 기술 및 동향

심각해지는 환경위기 극복을 위해 국제해사기구(IMO)에서는 지속적으로 SOx, Nox와 함께 GHG 배출 규제를 강화 시켜오고 있으며, 앞으로는 신규 건조 선박뿐만 아니라 현존선까지도 에너지 효율에 대한 규제를 충족하여야 한다. 최종적으로는 선박의 무탄소화를 위하여 배터리 전기 추진 선박, 수소 연료전지 선박, 암모니아 추진 선박 등과 같이 선박 연료 자체를 무탄소로 전환하는 기술이 필요하지만, 이러한 친환경 연료는 연료 공급 인프라 부족, 낮은 경제성과 에너지 밀도 등의 단점을 근시일 내에 해결하기 어려운 상황이다. 그러므로 현실적 대안으로는 저탄소를 위한 방안으로 엔진, 발전기 및 전동기를 복합적으로 사용하는 하이브리드 추진방식이 활발히 적용되고 있으며, 하이브리드 추진선박은 최대 30% 연료 소모량 절감과 함께 3~5%의 선박에너지효율설계지수(EEDI)의 개선이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 발표에서는 선박용 하이브리드 추진 시스템에 대한 기술 및 동향과 함께 한국조선해양기자재연구원에서 구축될 하이브리드 추진 시스템 시험 기반에 대하여 소개하고자 한다.

조선 산업 동향과 친환경 선박 기술개발 동향

IMO 환경 규제 강화에 따라 배출가스 저감 또는 포집 기술, 저/무탄소 연료 기술, 고효율 추진 및 발전 기술 등 다양한 친환경 기술에 대한 니즈가 높아지고 있으며, 이들 기술에 대한 현재 개발 또는 적용 현황과 함께 조선 산업 전반적인 동향에 대해 소개한다.

기계학습을 적용한 설비의 PHM디지털트윈 구현절차와 방법

본 발표는 설비의 PHM (고장진단, 이상진단, 그리고 잔여 수명 예측)에 적용된 기술적 배경과 구현 절차를 소개하고자 한다. PHM의 구현에 필요한 배경 지식으로서 인공지능과 디지털 트윈, 그리고 데이터 처리 방안을 설명하고 인공지능이 고장 진단에 사용될 수 있는 원리와 다양한 알고리즘의 선택 과정, 인공지능의 학습에 필요한 데이터 준비 방법을 소개한다. 대표적인 알고리즘과 장비를 대상으로 PHM을 구현하기 위한 개발 환경을 구체적으로 설명하고자 한다. 또한, FEA/CFD와 같은 엔지니어링 해석 기술과 인공지능을 동시에 활용하여 얻을 수 있는 효과와 응용할 수 있는 분야를 공유하고자 한다.

LS-Dyna를 활용한 전기차 배터리 모듈 압축 거동 해석

전기차 배터리 모듈의 압축 거동을 LS-Dyna 해석을 활용하여 검증 방법 연구 결과를 소개한다. 배터리 모듈에 대한 시험은 화재에 대한 위험이 크기 때문에 사전에 해석으로 검증한다면 개발 비용에 절감에 큰 효과가 있다. 압축 해석은 LS-Dyna를 활용 하였으며, 세부 해석은 Crashform 모듈을 활용하여 배터리 물성을 고려하여 진행한 테스트 결과와 해석 결과를 비교하여 소개할 예정이다.

배터리 venting model 및 새로운 배터리 해석 기능 소개

전기차 배터리에 주로 쓰이는 리튬이온 배터리는 고밀도의 에너지를 가지고 있지만 본질적인 열 불안정성을 가지고 있어, 안정성 문제가 전기차 시장 발전의 제약이 되기도 한다. 배터리의 열폭주에 의해 발생한 고온의 가스와 열은 트리거 셀에서 인접 셀로 전달된다. 이 때 고온의 열은 전도의 형태로 고온의 가스는 대류의 형태로 전달되면서 고온의 열이 전파되는 양상을 보이며, 인접 셀들의 연쇄적인 열폭주를 유발한다. 이러한 열전달을 지연시키기 위해서는 배터리 셀 자체의 냉각과 셀에서 배출되는 가스의 적절한 배출이 필요하다. 배터리 열폭주 해석에서 venting model을 적용하지 않으면 열폭주를 실제 상황보다 빠르고 고온으로 예측하므로, 실제 열폭주 매커니즘을 정확하게 모사하지 못하는 문제가 있다. 따라서 실제와 유사한 해석을 위해서는 적절한 venting model을 적용하여 해석을 수행해야 한다. 본 발표에서는 이를 모사할 수 있는 venting model 적용 사례를 소개하고자 한다. 또한, Ansys Fluent 2022R2에 새롭게 추가된 배터리 swelling effect 적용 사례와 Ansys Twin Builder 2022R2의 배터리 업그레이드 기능을 소개하고자 한다.

효율적인 배터리 모델링 및 해석을 위한 LS-DYNA 배터리 솔루션 소개

최근 국내외로 다양한 산업군에서 배터리(2차 전지)에 대한 관심이 뜨겁다. 효율과 안전성 모두를 고려한 설계가 되어야 하는 만큼 쉽게 접근이 불가능하고 전기차 용 배터리로의 상용화는 비교적 최근이기 때문에 정량적 설계 기준이나 통계가 부족한 상황이다. 본 발표에서는 배터리의 열적, 기계적, 전기적 특성에 따른 다양한 전산 모사 기법들을 알아본다. 이러한 내용을 기반으로 LS-DYNA를 활용한 효율적인 배터리 평가 기법과 핵심 변수들을 알아보고 국내 관련 업체들에 기초 자료로 활용되길 기대해본다.

실차데이터를 이용한 자동차용 휠 베어링의 피로해석

자동차 휠 베어링은 차량 무게를 지지하고 회전을 전달해주는 자동차 부품이다. 자동차 휠 베어링의 수명은 궤도 수명과 플랜지 수명으로 나눌 수 있다. 두 가지 수명 중 플랜지 수명은 휠 플랜지가 파손되는 시점을 의미하며, 피로 해석을 통해 수치적으로 예측할 수 있습니다. 플랜지 수명을 위한 피로 해석에서는 베어링의 회전을 반드시 고려하여야 한다. 따라서 실제 차량에 휠 베어링을 장착하여 실제 도로 하중 데이터를 통해 휠 베어링의 플랜지 수명 평가를 수행하는 것이 일반적이다.
본 논문에서는 실제 도로 하중 데이터를 사용하여 자동차 휠 베어링의 플랜지 수명 해석을 수행하였다. 응력해석과 피로해석은 상용 소프트웨어를 이용하여 순차적으로 수행하였다. 응력해석으로투버 응력을 계산하고, 이 결과로부터 피로해석을 수행하여 수명을 계산하였다. 응력해석에서 재료의 물성과 하중은 선형으로 가정하였다. 베어링의 비선형 특성을 알아보기 위해 접촉 조건을 변경하면서 선형 및 비선형 해석을 수행하였다. 기존설계와 개선설계에 대해 각각 응력해석과 피로해석을 수행하였다. 본 연구결과로부터 개선된 설계의 수명이 기존설계의 수명에 비해 현저히 개선되었음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 제안한 방법을 이용하여 자동차 휠 베어링의 파손을 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

해안 작업을 위한 4륜 구동형 궤도차량의 시뮬레이션 연구 사례

얕은 수심을 갖는 국내 해안 연안은 모래, 자갈 등으로 구성되어 불규칙하고 슬립이 크게 발생하는 지면으로 구성된다. 이러한 지면에서는 고중량의 작업 차량 개발 시 타이어 메커니즘 보다 궤도 메커니즘이 효과적이다. 하지만 주행이 가능한 궤도 시스템도 불규칙한 정도와 차량의 무게 중심에 따라 주행 및 작업 안정성은 변화할 수 있다. 이에 본 연구에서는 주행성능을 만족하면서 주행 안정성을 높이기 위해 4륜 궤도 차량을 개발하였다. 개발 차량의 각종 성능은 다물체 동역학 시뮬레이션 기반 가상 시험을 우선적으로 수행하였다.

Ansys를 이용한 유리 구조체의 코리올리 효과 계산

코리올리 효과는 속도를 가진 물체가 외부 회전에 반응하는 것으로, 코리올리 효과를 이용하여 지구자전과 같은 회전효과를 측정할 수 있다. 특히 열 팽창계수가 작은 유리 재질의 구조체 경우 외부 온도변화와 같은 환경변화가 코리올리 효과에 미치는 영향이 작아 유리를 이용한 구조체 제작관련 연구가 진행되고 있다. 본 원고에서는 Ansys를 이용하여 유리 구조체의 제작 공정을 시뮬레이션 하고 구조체 형상에 따른 진동 특성을 분석하고 있다. Ansys polyflow를 이용하여 유리의 가공 과정을 시뮬레이션 하였으며, Ansys modal 해석을 통해 구조체의 코리올리 효과를 계산하였다. 본 시뮬레이션은 유리 구조체 제작 공정을 최적화하는데 이용될 것이다.

LS-DYNA 기반 비연성 철근콘크리트 건축물의 동적응답 예측을 위한 유한요소해석모델 개발 및 검증

기존 철근콘크리트 건축물은 기둥 등 주요 구조부재의 부적합한 철근상세에 의하여 지진에 취약하다. 과거 수행된 실물규모의 진동대 실험을 통하여 해당 철근상세는 특정 층의 기둥에 손상이 집중되는 연층현상에 의하여 조기파단이 발생할 수 있음을 검증하였다. 본 발표는 LS-DYNA를 활용한 과거 실험 결과 기반 비연성 철근콘크리트 골조 건축물의 유한요소해석 모델의 개발과 검증 과정을 보여주고자 한다. 이를 위하여 실험에 사용된 2층 철근콘크리트 골조에 대한 기하학적 형상을 유사하게 모델링하였다. 콘크리트는 concrete damag model 중 K&C 콘크리트 재료 모델을 활용하여 Solid 요소로 모델링하였으며, 철근은 이선형 재료를 활용한 Beam 요소를 적용하였다. 또한 육안으로 관측되지 않는 철근과 콘크리트가 분리되는 부착파괴 현상은 실험 데이터를 분석하여 부착파괴가 발생된 기둥의 겹침이음부와 보-기둥 접합부에 1D-slide line 모델을 활용하였다. 최종적으로 개발된 유한요소해석모델에서 계산된 동적응답(시간-변위, 최대 층간변위비 등)은 실험결과와 비교하여 검증하였으며, 이는 약 12%의 오차를 보였다.

목표수명 대비 열 사이클링 부하 조합 최적화 방안 소개

미 공군의 통계에 따르면 전자장치의 고장 중에 55%는 온도고장이며 고장까지의 걸리는 시간은 온도부하에 매우 민감하다. 하지만 다양한 유형의 현장 온도 환경을 시험만으로 모두 모사하여 신뢰성 검증을 하기는 어렵다. 시험을 통한 철저한 온도부하평가를 하려면 시간과 비용이 많이 들기 때문에 시뮬레이션을 통한 수명분석의 효용성과 가치는 매우 높다.
Ansys Sherlock RPA (Reliability Physics Analysis)를 이용하면 사용환경과 미션요구에 따른 수명예측결과를 알 수 있고, 이는 곧 신뢰성 목표대비 충족여부를 확인하는 과정이라고 할 수 있다. Load profile은 수명을 결정짓는 요소이다. 이는 곧 사용자의 운영방법과 형태에 따라서 수명기간(성능을 만족하면서 사용가능한 기간)이 달라질 수 있고, 사용자가 선택한 결과하고 할 수 있다. 금번 발표에서는 여러 형태의 열적사이클링 부하와 수명예측결과를 최적화관점에서 해결하는 방안을 제시한다.

Ansys 모달 해석을 이용한 철도차량용 차음재의 차음성능 연구 사례

본 연구에서는 철도차량용 차음재 중 알루미늄 압출재 및 주름강판의 모달해석 결과를 통해 패널의 국부공진과 차음성능간 상관관계 검증 사례를 소개한다. 알루미늄 압출재 및 주름강판은 트러스 및 주름 형상의 단위 제원에 따라 국부공진이 발생한다. 실험 차음재를 대상으로 Ansys Modal 해석을 통해 차음성능이 급락하는 국부공진 주파수 대역을 확인하였고, 차음재의 음투과손실 및 임팩트 테스트 측정 결과와 실험결과를 비교 검증하였다.

상변화 모델을 반영한 액화수소 충전 현상 해석

수소는 운송수단 분야에서 2050 탄소 중립 목표 달성을 위한 중요한 에너지 자원으로 각광받고 있다. 특히 액화수소는 높은 에너지 밀도와 낮은 작동 압력 조건으로 철도 및 선박 분야에서 기체수소에 비해 선호되고 있다. 하지만 액화수소는 충전과정에서 대기 온도와의 매우 큰 온도차이로 인해 (약 260~300 K) 기체수소로 에너지 손실이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 상변화 모델을 반영한 비정상 다상유동 해석모델을 개발하여 액화수소의 초기 충전 과정에서 발생하는 현상을 분석하였다. 본 모델을 이용하여 충전 중 발생하는 액화수소 및 증발에 따른 기체수소의 체적분율 변화를 관찰하였다. 또한 초기에 상온이였던 저장탱크의 온도변화를 관찰하였다. 결론적으로 본 연구를 통해 액화수소 충전 초기에 발생하는 에너지 및 시간 손실에 관한 가시화된 연구 결과를 도출하였다.

열팽창을 고려한 변형공차 분석 방법

3차원 모델은 1차원 모델보다 열팽창을 고려한 공차분석이 쉽지 않습니다. 조립 편차 뿐만 아니라 각 부품별 열팽창을 고려하여 제품 품질에 많은 영향을 주는 주요 설계 인자(민감도, 기여도)를 찾아 분석하고 관리하는 3차원 공차분석 방법을 소개 합니다.

LNG선박용 극저온 저압펌프 개발 및 실증

LNG선박용 극저온 저압펌프는 LNG선박이 추진 동력의 얻기 위한 연료공급장치(FGSS, Fuel Gas Supply System)의 핵심 기자재 중 하나이다. 저압펌프는 극저온의 LNG를 원하는 유량과 압력으로 공급할 수 있도록 설계되고 정밀한 제작이 필요하다. 펌프가 기능에 충실한지 많은 시험을 거쳐 확인하고 최종적으로 실증을 통해 성능을 검증하게 된다. 이번 발표에서는 협성철광이 개발 완료한 극저온 저압펌프의 개발 과정을 소개한다.

연안선박용 LNG 연료공급장치 기술개발 - 저압 LNG연료펌프 개발 및 성능 검토

친환경 선박인 LNG 연료 추진 선박 건조는 우리나라가 주도하고 있으나, 주요 핵심 기자재는 외국 제품이 사용되고 있는 실정으로 LNG 연료추진선박 기술은 환경 규제, 대기환경 개선, 산업 경쟁력 강화, 유류비 절감의 차원에서 대형 선박 뿐만 아니라 중/소형 선박에도 필수 요구 기술이다. 그 중, LNG 연료 탱크에서 엔진으로 LNG 연료를 공급하는 저압 LNG 연료 펌프 국산화를 위한 개발 및 유동/구조 해석을 통해 성능을 평가하였다.

LP Pump의 이상감지 및 고장진단을 위한 CNN 알고리즘 적용

본 연구는 LNG 탱크에 설치되는 LP 펌프의 이상감지 및 고장진단 방법에 대해 소개하고자 한다. 진단 모델은 Conv1D CNN 모델을 적용하여 개발되었으며, 적용된 데이터는 실 운전데이터 확보에 한계로 인해 모형 실험에서 계측된 진동 데이터를 적용하였다. 적용된 CNN 모델은 센서신호의 시계열 특성인자를 고려하였다. 개발된 CNN 모델은 실험 데이터의 한계를 극복하여 실 장비의 고장진단과 이상감지에 적용이 가능하도록 NST(Neural Style Transfer)를 적용한 실 운전데이터의 고장데이터 생성과 적용 방안에 대해서도 소개하고자 한다.

대퇴골의 의료영상 데이터 기반 모델링 및 구조해석 활용방법

환자마다 대퇴골의 길이, 구성 밀도, 형상 등의 차이가 있기 때문에 정확한 구조해석을 위해서 CT 정보를 활용하여 환자별 대퇴골의 형상을 고려하고, 이를 이용하여 구조해석을 진행하는 방법을 설명한다. 구조해석을 진행 할 때, 뼈의 경우 골밀도에 따른 구조적 특성이 달라지기 때문에 추가적으로 HU데이터를 활용하여 뼈의 위치별 골밀도 값을 입력할 수 있다. 이번 발표에서는 이러한 CT정보과 HU데이터를 활용하여 대퇴골의 구조해석을 진행하는 방법에 대해서 소개한다.

Structure-Mechanical Analysis of Various Fixation Constructs for Basicervical Fractures of the Proximal Femur and clinical implications; Finite Element Analysis

Objective: This present study was conducted to determine the structural-mechanical stability of various fixation constructs through finite element (FE) analysis following simulation of a basicervical fracture and to introduce the clinical implications. Materials and Methods: We simulated fracture models by using a right synthetic femur (SAWBONES®). We imported the implant models into ANSYS® for placement in an optimal position. Five assembly models were constructed: (1) multiple cancellous screws (MCS), (2) FNS (femoral neck system®), (3) dynamic hip screw (DHS), (4) DHS with anti-rotation 7.0 screw (DHS + screw), and PFNA-II (Proximal Femoral Nail Antirotation-II®). The femur model’s distal end was completely fixed and 7° abducted. We set the force vector at a 3° angle laterally and 15° posteriorly from the vertical ground. Analysis was done using Ansys® software with von Mises stress (VMS) in megapascals (MPa) and displacement (mm)
Results: The displacements of the proximal femur were 10.25 mm for MCS, 9.66 mm for DHS, 9.44 mm for DHS + screw, 9.86 mm for FNS, and 9.31 mm for PFNA-II. The maximum implant VMS was 148.94 MPa for MCS, 414.66 MPa for DHS, 385.59 MPa for DSH + screw, 464.07 MPa for FNS, and 505.07 MPa for PFNA-II. The maximum VMS at the fracture site was 621.13 MPa for MCS, 464.14 MPa for DHS, 64.51 MPa for DHS + screw, 344.54 MPa for FNS, and 647.49 MPa for PFNA-II. The maximum VMS at the fracture site was in the superior area with the high point around the posterior screw in the MCS, anterosuperior corner in the DHS, the posteroinferior site of the FNS, and posterosuperior site around the entry point in the PFNA-II. In the DHS + screw, the stresses were distributed evenly and disappeared at the maximum VMS fracture site. Conclusion: Based on the fracture site and implant's stress distribution, the model receiving the optimal load was a DHS + screw construct, and the FNS implant could be applied to anatomically reduced fractures without comminution. Considering the high-stress concentration around the entry point, a PFNA-II fixation has a high probability of head-neck fragment rotational instability.

4D flow MRI 실험과 유체-구조 연성 해석 통한 대동맥 박리에서 서로 다른 캐뉼레이션 방법에 따른 내장 관류 및 영향에 대한 연구

대동맥 박리의 혈류역학은 대동맥류, 협착, 파열, 고혈압, 관류 부전 등의 위험과 밀접한 관련이 있다. 대동맥 박리 환자의 혈류 변화는 내장 관류 부전과 같은 심각한 합병증으로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 4D flow MRI 실험과 FSI 해석을 통하여 대동맥 박리 환자의 혈류역학에서 cannulation 흐름이 미치는 영향을 조사하는 것을 목표로 했다. 우리는 하행 흉부 대동맥의 intimal tear을 포함한 특정 상황의 이상적인 대동맥 박리 모델을 만들었다. 두 가지 다른 cannulation 방법이 테스트 되었는데, 1) axillary cannulation (AC)은 brachiocephalic trunk를 통해서만, 2) combined axillary and femoral cannulation (AFC)은 brachiocephalic trunk와 right common iliac artery를 통해 결합되었다. AC에서는 4D flow MRI와 FSI 모두에서 true lumen의 붕괴가 발생하였으며, 4d flow MRI 실험에서 더 크게 발생했다. FSI를 통해 true lumen과 false lumen 사이의 압력 차이를 확인하였고, 이 압력 차이는 celiac artery와 superior mesenteric artery의 혈류를 방해하면서 true lumen을 붕괴시킨다. 그러나 AFC에서는 두 lumen 사이의 압력 수준이 비슷하여 붕괴가 발생하지 않았으며, AC에 비해 내장 흐름이 증가하였다. 마지막으로, true lumen의 붕괴는 cannulation 유량과 intimal flap의 stiffness 영향을 받았다.

환자 맞춤형 해석 시뮬레이션 기반 Simq 플랫폼
Simq Platform - Personalizing patient care with simulation

With examples of products and services we have implemented together with our customers and partners, we show how simulation and computational modeling revolutionizes healthcare.
With our software solutions and technology, we combine complex physical and biological simulations with machine learning and artificial intelligence (ML&AI). This gives access to previously inaccessible information for physicians in diagnosis and therapy as well as insights for product development of medical devices!
Displaying how our team of experts with background in modeling and simulation, AI, healthcare, regulation and cloud computing unlocking the power of digital twin simulations for clinical apps to personalize patient care and improve clinical outcomes.
※ 본 세션은 한-영 동시통역이 제공됩니다.

포텐셜 이론과 유한요소법에 기반한 FSI 완전 연성 해석 기법 사례

Aqwa는 포텐셜 이론 기반의 상용 코드로서 Aqwa/Line 모듈은 주파수 응답 유체동역학 해석을 통하여 다양한 RAO 뿐만 아니라 유체력 계수 (부가수 질량, 파랑 감쇠, 1-2차 파강제력)을 도출한다. 도출된 유체력 계수는 Cummins 방정식을 통하여 시간 영역으로 확장될 수 있으며 Aqwa/Drift는 2차 파강제력이 중요한 계류된 부유체의 시간 운동 응답을 도출할 수 있다. 이러한 시간 응답은 부유체를 강체로 가정하기 때문에 운동 중 구조 거동을 파악할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 Aqwa/Line을 통하여 얻은 유체력 계수로부터 실시간 수동력을 계산하고 이를 실시간으로 유한요소해석과 연성시키는 기법을 소개하고자 한다.

FD선-케이슨 분리 시뮬레이션

항만공사에서 안벽 또는 방파제 축조를 위해 주로 사용하는 케이슨 시공법은 케이슨의 운송, 진수, 분리, 예인, 거치 등의 과정을 거쳐 설치 예정위치에 정거치되는 매우 복잡하고 다양한 해상작업을 수반한다. 그 중 케이슨 진수 후 분리 작업은 통상적으로 매우 정온한 해상에서 수행되는 해상 작업이지만 분리 과정에서 FD선과 케이슨 간 충돌을 예방하기 위하여 FD선과 케이슨은 일정한 안전거리를 유지하여야 한다. 예인선과 추가로 투입되는 보조 작업선들의 직접적 선박조종을 통하여 FD선과 케이슨의 충돌방지를 위한 안전거리를 유지할 수 있도록 해상작업을 통제할 수 있지만 갑작스런 파랑과 돌풍 발생 시 FD선과 케이슨 동요는 직접적 통제가 어렵다. 이에 작업한계 해상환경조건 하에서 FD선과 케이슨 간의 분리작업 중 안전거리 확보 여부를 판단하기 위한 목적으로 본 시뮬레이션을 수행하였다.

해양환경에서 수상태양광 설계하중 산정방법

수상태양광 사업은 담수환경 뿐만 아니라 해양환경으로 확장되고 있다. 해양환경에서는 염분에 의한 구조물 부식문제와 파랑이 구조물에 미치는 영향이 고려되어야 한다. 하지만 명확한 해양환경 수상태양광 구조물 설계기준은 부족한 상황이며, 건축구조기준과 항만/어항 설계기준 등이 차용되어 설계되고 있는 상황이다. 이에 본 발표에서는 해양환경에서 고려되어야 할 설계하중에 대해 국내외 설계코드와 전산수치해석으로 산정하는 방법에 대해 소개하고자 한다. 설계하중은 풍하중, 조류하중, 파랑하중으로 구분할 수 있으며, 점성유동과 포텐셜유동을 고려하여 Fluent 및 Aqwa를 통해 모사하였다.

친환경 부표의 연결에 의한 부력효과 변화 분석

굴 양식 과정에서 기존 세로 방식의 부표 연결을 가로 방식의 부표 연결로 변경함으로서 얻을 수 있는 장점에 대해서 Ansys Motion의 water를 통해 해석을 통해 확인하였으며 수요기업에서 제공한 도면을 이용하여 부표 3D 모델 개발 후 회전해석, 부력해석 2가지를 통해 부표에 대한 유효성을 판단하였다. 회전해석의 경우 해양생물의 서식 예방을 위한 부표의 회전 효과를 검토하였고 부력해석은 가로연결에 의한 부력 향상 효과를 검토하였다. 회전 해석 결과 주어진 파랑 조건에서 세로부표 연결의 경우 최대 회전량 0.57도, 가로연결의 경우 630도로 개발 된 모델이 회전을 하여 해양 생물의 서식을 방지하였고 부표 해석 결과 모든 부표가 정상일 경우 두가지 케이스가 비슷하였으나 한 개의 부표가 기능을 하지 못하는 경우 세로연결이 가로연결에 비해 약 240mm 더 처지는 현상을 보여 가로 연결이 우수함을 판단하였다.

초보자도 쉽게 할수 있는 전자변압기 설계와 전자계-열해석 방법

전자변압기 설계에 대한 지식이 없어도 Maxwell과 Icepak을 사용하여 전자계-열해석을 쉽게 사용할 수 있다. Ansys PExprt를 사용하여 최적화된 모델을 찾아 요구 사항에 맞는 전자 변압기를 설계할 수 있고 Electronic Transformer ACT를 사용하면 자동으로 모델링을 생성되며, Maxwell에서 전자계해석을 할 수 있다. Maxwell에서 EMtoIcepak ACT를 이용하여 해석한 손실 데이터를 열원으로 사용하면 Icepak에서 열해석을 할 수 있는데 해석에 필요한 대부분의 설정은 프로그램이 자동적으로 설정해 주기 때문에 초보자도 쉽게 사용할 수 있다.

전기기기 설계를 위한 영구자석의 이해와 Case Study

친환경 자동차, 스마트 가전, 신재생 에너지등 다양한 산업 분야에서 영구자석을 사용한 전기기기의 수요가 급속하게 증가하고 있다. 제품의 정밀화, 소형화, 고효율화를 지향하는 고성능 영구자석형 전기기를 설계하기 위해서는 전자계 구조의 구성 방법뿐만 아니라 특히 희토류 영구자석에 대한 이해와 사용환경을 고려한 설계기술이 필요하다. 이러한 배경하에 본 발표에서는 영구자석형 전기기기 설계자를 위한 영구자석의 기본 이해, 특성 소개, 착자 및 평가 등 설계시 주의해야 할 전반적인 내용에 관해 다루고자 한다.

Motor-CAD 발표 추후 전달 예정

인싸가 되는 HFSS 시뮬레이션 꿀팁

HFSS 사용시 평소 사용하는 기능만을 사용하게 된다. HFSS에는 우리가 모르는 다양한 기능이 있으며 본 발표에서는 평소 사용하지 않아 잘 모르는 기능들을 하나씩 꺼내보고자 한다. 이를 통해 사용자가 소프트웨어를 다양하게 사용할 수 있기를 기대한다.

SI/PI 엔지니어가 바라본 Milimeter Wave 주파수 대역의 설계 고려 사항

mmWave의 고주파수 대역에서 신호/전원 무결성 최적 설계의 중요성은 더 높아진다. 기초적인 최적 설계 접근 부터 고급 설계 방법까지 시뮬레이션 사례를 통해 알아본다.

고속 인터페이스를 위한 패키지, 보드의 신호무결성분석 및 디자인 최적화와 시스템 레벨 분석

수 Gbps 이상의 고속 메모리, SerDes 인터페이스 어플리케이션을 위해 반도체 패키지 및 보드, 시스템 레벨의 신호무결성 분석과 디자인 최적화 사례에 대해 소개한다.

ESG 산업으로 전환이 CFD 엔지니어에게 의미하는 것

환경, 사회 및 경영을 의미하는 ESG는 기업 또는 국가가 사회에 미치는 영향과 환경 지속 가능성에 대한 영향을 평가할 수 있는 성과의 세가지 축이다. 환경 발자국은 전체 가치 사슬을 고려하여 원재료를 얻는 방식과 제품이 제조되는 방식을 포함하여 최종 제품에 이르기까지 평가되어야 한다. 다양한 부문의 산업은 가치 사슬의 모든 단계에서 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 기존 제조 프로세스 또는 공장을 개조하거나 수정하려고 시도했다. 본 발표는 CFD 엔지니어에게 ESG 비즈니스 패러다임으로의 전환이 의미하는 바를 설명하기 위해 노력할 것이며 CFD 엔지니어가 전 세계의 책임 있는 시민으로서 다양한 산업 부문의 조직을 위하고 ESG 목표를 달성하는 데 어떻게 적극적으로 참여하고 기여할 수 있는지에 대해 설명할 예정이다.

ESG 산업으로 전환이 CFD 엔지니어에게 의미하는 것

환경, 사회 및 경영을 의미하는 ESG는 기업 또는 국가가 사회에 미치는 영향과 환경 지속 가능성에 대한 영향을 평가할 수 있는 성과의 세가지 축이다. 환경 발자국은 전체 가치 사슬을 고려하여 원재료를 얻는 방식과 제품이 제조되는 방식을 포함하여 최종 제품에 이르기까지 평가되어야 한다. 다양한 부문의 산업은 가치 사슬의 모든 단계에서 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 기존 제조 프로세스 또는 공장을 개조하거나 수정하려고 시도했다. 본 발표는 CFD 엔지니어에게 ESG 비즈니스 패러다임으로의 전환이 의미하는 바를 설명하기 위해 노력할 것이며 CFD 엔지니어가 전 세계의 책임 있는 시민으로서 다양한 산업 부문의 조직을 위하고 ESG 목표를 달성하는 데 어떻게 적극적으로 참여하고 기여할 수 있는지에 대해 설명할 예정이다.

SDC Verifier를 이용한 해외 표준인증규격의 구조 검증 (SDC Verifier enables structural verification according to standards in Ansys)

Ansys is delivering to the engineers a lot of outstanding simulation possibilities. But how to know that the calculation results are OK? How to get the results verified and certified? For this, you need to follow the Design Rules and Industry Standards. These checks are done on structural members and not on finite elements. So typical workflow forces an engineer to use hand calculations or dedicated code-checking software and a separate model for that. In the design stage, it requires multiple interactions between the two databases.
SDC Verifier provides an automatic, mesh independent recognition of structural members like joints, beam members, welds, stiffened plates, etc. and allows performing code-checking analysis according to Eurocodes, AISC, ABS, DNV, Norsok, API, DIN, FEM, ASME directly in Ansys. This saves up to 40% of the time on repetitive engineering routine, simplifies the design process, and reduces the deadline pressure.

이글루 탄약고 슬라이딩 방폭문의 구조 안전성 연구

폭발 하중을 받는 63평형 이글루 탄약고의 슬라이딩 방폭문 설계는 성능설계법으로 한다. 방폭문 성능은 회전연성도 및 변위 연성도로 평가한다. 회전연성도는 폭발하중 작용시 부재의 지점에서 최대의 회전 각도로 정의하고 변위연성도는 최대 변형 대비 탄성 한계변위로 정의한다. 슬라이딩 방폭문의 성능을 실험적으로 평가하는 것은 상당한 시간과 비용이 요구되므로 시뮬레이션 방법을 통하여 평가하는 것이 요구된다.
슬라이딩 방폭문의 작용하는 폭발하중은 AutoDyn을 사용하여 산정한다. 3D 모델링한 슬라이딩 방폭문을 Explicity Dynamic을 사용하여 동적거동을 해석한다. 성능설계법의 제3자 검토에서 요구하는 조건들에 대하여 사례를 통하여 확인한다.

Ansys Mechanical을 이용한 한국형발사체 1단 탱크연결부의 구조 진동 해석

한국형발사체 1단 탱크연결부는 직경 3.5m, 높이 1.4m의 알루미늄 소재 스킨/스트링거 실린더 구조체로서, 개발 과정 동안 다양한 설계 변경, 300tf급 정적 구조 시험, 진동/음향 시험을 진행하였으며, 이들의 검토를 위해 지속적으로 정적/구조 해석을 수행하였다. 본 발표에서는 Ansys Mechanical를 사용한 1단 탱크연결부의 구조/진동 해석 모델 및 그 결과를 정리하고자 한다.

SPH 조류모델과 동적물성치를 사용한 전투기 공기흡입구 조류충돌해석 및 시험소개

항공기 설계 시 다양한 하중과 변수를 고려하여 설계를 진행하는데 이 중 조류충돌에 의한 항공기의 손상은 항공기 파손 및 인명 피해를 발생시킨다. 본 발표에서는 LS-DYNA를 사용하여 전투기 공기흡입구의 조류충돌해석을 진행하고 실제 시험결과와 비교한 내용을 소개하고자 한다.

자동차 서스펜션용 코일 스프링의 선경 및 외경 형상 최적설계

자동차 서스펜션용 코일 스프링의 경량화 전략과 프로세스를 제안하고 실제 적용 결과를 토론한다. 전응력 설계를 목표로 최대응력 감소와 응력 편차를 최소화 하는 것이 목표이며 이를 위한 설계변수로 단면 형상과 스프링 외경을 선정하고 독립적으로 최적화하고 그 결과들을 조합한 설계를 최종 평가하였다. 먼저 1권 스프링을 이용하여 압축 스프링에 유리한 계란 모양의 단면 형상을 도출하였다. 독립적으로 원형 단면을 가진 스프링 외경을 최적화하기 위해 유효권수의 형상을 DOE를 사용하여 최적화하였다. 최적화된 단면형상과 스프링 외경을 적용하여 구조해석 검증한 결과, 최대응력은 8%, 응력 표준편차는 -20.7% 감소한 결과를 얻었다.

동해석을 활용한 농기계 소형 변속기 소음진동 특성 분석 및 개선

Ansys Motion을 활용하여 농기계의 소형 변속기에서 발생하는 진동소음 특성을 분석하고 축을 지지하는 각 베어링의 예압을 활용하여 축의 변형량을 최소화하여 문제 원인을 개선하는 방법에 대한 해석사례를 소개한다.

오픈소스 PyANSYS와 pymoo를 적용한 Python 기반 Lower Arm 최적설계

최근 Ansys사에서 Python 오픈소스 커뮤니티를 위하여 공개한 오픈소스 PyANSYS 모듈 중에서 Ansys MAPDL을 Python과 연동해주는 PyMAPDL을 사용하여 Python 환경에서 자동차 Lower Arm을 MAPDL로 매개변수 모델링하였으며, 오픈소스 Python 다목적 최적설계 pymoo와 연동하여 NSGA-II 다목적 유전자 알고리즘을 적용하여 자동차 Lower Arm 다목적 최적설계를 수행하였다. 생성된 최적조합을 오픈소스 MariaDB 데이터베이스에 저장하여 해석 데이터의 보안, 공유 및 관리를 데이터베이스 기반으로 진행하였으며, MariaDB에 저장된 Lower Arm 해석 결과를 SQL Query를 지원하는 JMP를 적용하여 다양한 통계분석 및 데이터분석을 수행하여 설계영역 탐색을 수행하였다.

전자식 주차 드럼 브레이크 시스템의 내구 성능 개선을 위한 수치적/실험적 연구

액츄에이터가 장착된 전자식 주차 드럼 브레이크 시스템은 내부식성으로 유지 관리가 거의 필요하지 않은 매우 안정적이고 친황경적인 제동 시스템이며 폐쇄형 설계로 인해 분진 입자 배출이 거의 없다. 본 연구목적은 기어를 지지하는 부시 형상이 내구 성능 향상에 미치는 영향을 수치적으로 분석하고 부품 간의 설계 공차를 고려한 가상 성능 시험기 모델에서 얻은 해석결과를 실험적으로 검증하는 것이다. 이러한 연구 결과는 EMB 및 Gen3 MoC와 같은 전자식 주차 브레이크 시스템의 설계에 유용한 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

MRI 장비의 전자파 안전 분석 솔루션

MRI 장비는 강한 자석과 전파를 이용해 신체 내부를 촬영한다. MRI 촬영 중 환자는 강한 전자기장 필드에 노출되며, 적절한 안전 기준이 없으면 신체에 흡수되는 에너지는 위험을 초래할 수 있다. 실험실 테스트는 전통적으로 온도 상승을 예측하기 위해 수행되었지만, 이제는 규제 기관과 업계가 컴퓨터 모델링으로 전환하고 있다. 본 발표에서는 Ansys 솔루션을 통한 MRI 장비의 전자파 안전성 분석 솔루션을 소개한다.

3등급 의료기기 허가를 위한 FEA 적용

2021-2022년 국내 의료기기 3등급 제품인 추간체고정재와 추간체유합보형재에 적용된 유한요소 해석 사례에 대해서 설명한다. 또한 3등급 임플란트의 worst case 설정 및 제품 추가 등록 시 입증자료(시험 성적서) 등 다양하게 쓰여지고 있는 사례에 대해서 소개한다.

이관기능장애(이관협착증 및 이관개방증)를 해결하기 위한 의료기기개발

이관기능장애는 중이염과 같이 중이에 질병을 발생시키는 주요한 원인이 된다. 이관기능장애는 이관개방증과 이관협착증으로 구분할 수 있는데 두 질환은 원인은 서로 다르지만 증상은 유사한 것이 특징이다. 이관 협착증 환자의 경우 이관이 막혀버려서 중이에 고인 염증 물질을 배출하지 못해서 삼출성 중이염으로 발전하는 경우가 대부분인데, 이런 환자에게 중이환기관 삽입술을 시행하여 화농과 염증물질을 빼내어도 일정시기가 되면 다시 문제를 야기시킨다. 즉 문제되는 이관 협착문제를 해결하지 않은 상태에서 중이 환기관 삽입술은 일시적인 효과만 있을 뿐 언제든지 다시 문제를 일으킬 여지를 안고 있다. 따라서 이관기능의 부전 즉, 협착과 개방 문제을 동시에 해결할 수 있도록 스텐트와 평형밸브를 기능을 가진 의료기기를 개발하여 이관의 개폐기능을 회복함으로써 중이강과 외부의 압력을 조절할 수 있도록 하고자 한다.

Particle behavior analysis through CFD-DEM coupling and SPH

발표제목 가안으로 변경될 수 있으며 요약문 아직 취합 안됨

Compaction process of powder materials using analytical approach based on the linkage of DEM and FEM.

Analysis object in this study is electrode used in rechargeable battery. Electrode is made by many particles in micron order perspective. Material including such microstructure has unique characteristics which is greatly different from traditional metal materials. For instance, there is percolation characteristics and Elasto-plastic behavior depending on hydrostatic pressure stress. However, it is very tough work to carry out real experiments for identification such material behavior in general. It is expected that we can save time and trouble for such problems by replacing virtual material testing from real ones. This presentation will introduce an analytical scheme for performing virtual material tests with FEM using a microstructural model created by Rocky DEM analysis.
※ 본 세션은 한-영 동시통역이 제공됩니다.

2022 R2 Update: Workbench DED 적층공정해석 방법

금속적층제조 방식 중 하나인 DED(Directed Energy Deposition) 공정은 주로 제품의 추가 보수 및 수리에 사용되며, 근래에는 하나의 제품을 온전히 생산할 수 있는 기술에 이르렀다. 그러나 다른 금속적층제조 공정과 마찬가지로, 처음 제작하는 형상의 제품이 제대로 생산될지 여부는 알 수 없다. 또한 제작 중 발생하는 변형, 열에너지 집중 등의 문제는 여전히 해결해야하는 과제이다. 따라서 본 발표에서는 Ansys Workbench를 활용한 DED 공정해석 방법을 소개하고자 한다. Wizard 기능을 이용하여 손쉽게 DED 공정해석 시스템을 생성하고, G-code를 적용해 실제 장비의 움직임에 의해 적층되는 순서를 고려한다. DED 해석 후에는 온도 분포 및 제품의 열 변형 등을 확인하고, 공정 중 발생할 수 있는 문제를 해석적으로 사전 예측한다.

Ansys Additive Science를 활용하여 L-PBF 방식의 AlSi7Mg 공정 파라미터 최적화 방법

본 발표에서는 Ansys Additive Science의 single bead simulation과 material tuner 기능을 활용하여 시간과 비용을 획기적으로 단축할 수 있는 금속 적층 제조 공정 파라미터 최적화 방법을 소개하고자 한다. 초기 single bead simulation 결과에 따라 적층 제조된 AlSi7Mg 소재의 single bead 시편 20개를 분석하였다. 이를 바탕으로 material tuning 및 single bead simulation을 수행하여 Power & Velocity에 따른 melting pool의 width 및 depth를 각각 도출하였으며, 해석 결과를 실 제작 AlSi7Mg single bead 측정 결과와 비교 분석하였다.

금속 3D프린팅 배치/서포트 최적화 설계 방안

금속 3D프린팅에 있어서 제작을 위한 최적의 배치와 서포트 설계는 매우 중요한 단계로써 설계한 제품이 금속 3D프린팅을 통해 정상적인 완성품이 되어 나오는데 중요한 역할을 한다. 따라서 금속 3D프린팅 배치 및 서포트 설계를 위한 고려사항을 알리고 태성에스엔이 적층제조센터에서 진행한 프로젝트에서 배치와 서포트 설계 사례를 통해 배치 및 서포트 최적화를 위한 프로세스 및 활용 프로그램을 소개한다.

Maxwell을 이용한 엘리베이터 권상기의 Motor FEM 해석 및 설계

콘크리트, 크레인 등 기술의 발전으로 인해 초고층 빌딩을 지칭하는 이른바 마천루의 높이가 지속적으로 높아지고 있습니다. 건물의 높이가 높아질수록 엘리베이터의 설계 조건은 모든 면에서 열악해집니다. 더 큰 토크와 빠른 속도, 적은 소음과 진동 그리고 무엇보다 안전이 확보되어야 합니다. 이러한 조건을 모두 만족하는 세계에서 가장 빠른 엘리베이터를 개발하기 위해 Ansys Maxwell을 이용하여 모터를 개발하였습니다.

양측식 리니어모터 추력 성능 및 코일 발열 해석 가이드

본 발표에서는 양측식 리니어 모터 추력과 발열 특성을 Ansys Maxwell과 Ansys Icepak으로 해석한 내용을 소개한다. 리니어 모터(Linear Motor)는 직선으로 운동하는 '병진 운동(Translational Motion)' 전기기기이며 고속 또는 고정밀 위치 제어 장치에 주로 사용하며, 이송하는 대상의 하중과 이송 속도에 따라 리니어 모터 특성에서 높은 추력 성능을 요구한다. 일반적으로 코어 단일 측면과 이에 맞닿는 단일 자석 레일로 구성되어 있지만, 고(高) 추력 성능을 만족시키기 위해서 코어 양측에 자석 레일을 배치하는 양측식(Double-Side) 리니어 모터가 사용된다. 이러한 양측식 리니어 모터에 관한 전자기장 해석으로 추력 특성을 확인하고, 가정된 임의의 정적 온도 특성을 고려한 입력 전류를 산정하는 발열 해석을 소개한다.

Ansys Maxwell2D와 Motor-CAD를 이용한 3상 유도전동기의 전자장 해석 비교

Tesla Model S 차량 트랙션용 모터에 대해서 Ansys Maxwell2D와 Motor-CAD 프로그램을 이용한 전자장 해석을 소개한다. Ansys Maxwell2D는 모터 뿐만 아니라 전자기관련 모든 해석을 할 수 있고, Ansys Motor-CAD는 모터에만 특화되어있는 프로그램이다. 두 프로그램의 차이점을 궁금해하시는 분들을 위해 동일한 모터를 가지고 이 두가지 프로그램의 해석 과정과 결과 데이터를 통해서 차이점을 설명할 예정이다.

Ansys Electronics Desktop Script를 이용한 업무 자동화

업무의 반복적인 작업 및 복잡한 작업의 수행을 위해 C#, VisualBasic, Python, Java 등의 개발환경에서 Programming을 통해 자동화 하는 업무 방법이 널리 알려져있다. Ansys 제품에서도 이러한 Programming을 위한 Script 기능을 제공한다. 본 발표에서는 Ansys 제품군중 Electronics Desktop에서 활용한 사례를 발표한다. AEDT Script를 활용하여 할 수 있는 작업을 소개하며 당사에서 개발한 Report 자동화 프로그램을 이용하여 Motor, Actuator, Transformer의 주요 성능 결과를 자동 도출하는 기능을 소개한다.

Ansys HF 소프트웨어 및 솔루션

Ansys에는 고속신호 제품 분석을 위한 다양한 소프트웨어가 있다. 사용자는 2D, 3D 그리고 적층 구조로 된 PCB 제품과 같은 모델을 해석하기 위해 적절한 시뮬레이션 툴을 사용해야 한다. 각각의 소프트웨어는 역할이 있으며 소프트웨어별 다양한 특징을 갖고 있다. 본 발표에서는 SI/PI/EMI 분석을 위한 소프트웨어 활용 방법과 소프트웨어별 특징을 소개하고자 한다.

DDR/MIPI 및 SI 자동화 프로세스

Ansys tool에 기반한 SI 해석에 필요한 다양한 자동화 프로세스를 소개하고, 이를 활용하는 방법을 소개한다. 먼저 DDR4/5 분석시 빠르고 정확한 결과분석을 위한 Customized DDR Compliance tool을 소개하고, mulit-level EYE를 분석하기 위한 MIPI 동작원리와 자동화 프로세스를 소개한다. 또한 Serdes와 같이 SI분석을 위한 자동화 구축 동향에 대해 발표를 진행할 예정이다.

Ansys를 활용한 EXPANSION JOINT BELLOWS의 해석 사례

EXPANSION JOINT BELLOWS의 주요 거동 및 사용환경을 소개하고 EXPANSION JOINT BELLOWS의 구조검증 방법 비교에 대해 설명한다. 또한 해석적 기법을 통한 EXPANSION JOINT BELLOWS의 구조검증 사례에 대해서 소개한다.

Ansys Mechanical을 이용한 쿨다운 에너지 계산

PUF 단열 시공된 액화천연가스(LNG) 연료 탱크에 -163 ℃의 LNG를 선적하기 전에, 액체 질소 또는 LNG를 탱크에 분사하여 상온의 탱크를 서서히 냉각시키는 예냉과정(Cooldown)이 수행된다. 이 과정에 필요한 냉각 에너지를 Ansys Mechanical로 구하는 방법을 간단한 예제로 검증하고, 실제 LNG 연료 탱크에 적용한 사례를 보였다.

EPC 분야에서 CFD 해석을 통한 가치 창출 사례

본 발표는 화공, 산업 플랜트등 EPC분야에서 CFD 해석을 통해 가치를 창출 했던 해석 사례를 소개하고자 한다. Trouble shooting 과 Value engineering등을 위해 전통적으로 수행되어왔던 설계 기준을 개선한 사례와, 설계 변경과 대안에 대해 발주처와 라이센서등 이해관계자들을 설득하기 위해 CFD 해석이 어떻게 활용 되었는지에 대한 것이 주요 소개 내용이다.

초음속 공기흡입구 블리드 시스템의 다공판 해석 모델 연구 사례

초음속 전투기의 공기흡입구에 적용되는 경사충격파 흡입구에는 램프면에서 발생하는 경계층과 수직충격파의 상호작용에 의한 유동 불안정을 제거하기 위하여 블리드 시스템이 적용되어 있다. 램프면의 경계층은 일반적으로 다공판 통해 항공기 외부로 배출되는데, 다공판을 직접 모사하여 해석을 수행하는 것은 많은 제약이 따른다. 본 연구에서는 다공판을 직접 모사하지 않고 다양한 방식의 다공판 해석 모델을 적용하여 블리드 시스템 사이징 및 성능해석을 수행하였으며, 해석 모델 별 해설결과를 비교 분석하여 각각의 특성을 확인하였다.

열유동 연성해석을 이용한 6분력 Load Cell 개선 사례

배기효과 풍동시험은 항공기의 후방동체 공력특성 데이터를 획득하여 전반적인 항공기 성능 데이터의 정확도를 높이기 위해 수행되었다. 시험 도중 장착된 6분력 Load Cell이 열응력에 의한 오차가 발생함을 확인하였고, 그 원인과 해결 방안을 모색하기 위하여 열-유동 연성해석을 수행하였다. Load Cell 주변 고압배관의 급격한 유로 변경이 온도 구배를 야기하였고, 이로 인한 열응력이 어떻게 Load Cell에 작용하는지 연성해석을 통해 확인되었다. 본 자료에서 1차원 열-유동 연성해석에 대한 개략적인 과정을 소개하고자 한다.

CFD를 활용한 배기 소음 해석

전투 차량의 음향 스텔스 성능은 생존성 측면에서 중요성이 강조되고있다. 본 연구에서는, 임의의 형상을 갖는 배기관의 배기 소음에 대한 공력음향해석의 전산적인 접근방법에 대해 소개한다. 배기관 출구에서의 꺾임 형상 유무에 따른 배기관의 공력음향 특성을 분석하고 비교하였다. 본 연구에서의 결과를 통해 관 형상이 소음 특성에 미치는 영향에 대한 이해를 돕고자 한다.

구동용 모터의 냉각특성 분석을 위한 CFD활용

환경 문제로 인해 친환경 차량에 대한 관심이 증가하고 있으며, 친환경 차량 중의 하나인 전기자동차의 핵심 부품 중의 하나인 구동용 모터에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 구동용 모터의 경우 필연적으로 높은 열이 발생하며, 발생된 열의 효과적인 관리는 구동용 모터의 효율 및 수명에 크게 기여할 수 있다. 현재 구동용 모터의 냉각에 사용되는 냉각방식에는 간접 냉각방식인 수냉식과 직접 냉각방식인 유냉식이 대표적이다. 본 발표에서는 앞에서 언급한 냉각방식 하에서의 구동용 모터의 냉각 특성 분석을 위해 CFD의 활용에 대해서 소개하고자 한다.

유체가 포함된 연료 펌프 모듈의 진동 해석 사례

자동차 연료 장치 계통에 많이 사용되는 연료 펌프 모듈은 자동차의 공진 주파수 규격에 맞는 진동 시스템으로 설계 되어야 한다. 이 모듈은 부품 일부 또는 전체가 연료에 담겨져 있으나 대부분의 경우 해석의 편의를 위해 이를 무시하고 구조체인 모듈만의 진동 해석을 통해 고유 진동수와 진동 응답 등을 추출해 왔다. 그러나 실제로 연료에 침지되어 있는 경우 모듈의 진동 특성이 달라지기 때문에 구조체만의 진동 해석보다는 유체를 포함한 진동해석을 하는 것이 실제에 더 가까운 결과를 얻을 수 있다.

시뮬레이션 툴체인을 활용한 자율주행 차량의 안전성 검증 방법

오늘날 자율주행 차량의 검증은 일반 도로에서의 실 주행이 대부분을 차지한다. 그러나 이 방법으로는 비용이 많이 소모되고, 검증을 원하는 날씨, 시간, 주행 환경 등을 구현하는 것이 불가능한 등의 한계점에 맞닥드리게 된다. 자율주행 차량의 검증에 시뮬레이션을 활용한다면, 사용자가 원하는 날씨, 시간, 주행 환경 등을 가상으로 구현하여 자율주행 차량을 검증할 수 있다. 본 발표에서는 Ansys의 물리 기반 센서 시뮬레이션 솔루션인 AVxcelerate Sensor Simulator와 최적화 도구인 optiSLang을 활용한 자율주행 차량의 안전성 검증 방법에 대해 소개한다.

고속철도 차량 객실 내 비말 전파 현상 해석

코로나-19는 직접 또는 간접적인 방식으로 감염이 일어나며, 특히 간접 감염은 바이러스를 포함한 비말이 공기중으로 전파됨이 따라 발생한다. 따라서 수많은 사람들이 밀폐된 공간에 머무르는 대중교통 객실 내부에서 비말 확산 경로를 분석하는 것은 중요한 연구 주제이다. 본 연구는 droplet particle tracking 방법을 포함한 Eulerian–Lagrangian model 모델을 개발하여 고속열차 객실 내부의 비말 전파 현상을 해석하였다. 또한 감염자가 기침을 할 때 마스크의 착용 및 미착용에 따른 비말 전파 영향을 확인하였다. 마지막으로 비말 현상을 억제할 수 있는 새로운 공기 흐름 구조를 제시하였다.

LS-DYNA를 이용한 인체 추락안전사고의 사고재구성에 관한 연구

최근에는 사고 당시 인체 손상 메커니즘 및 인체에 미치는 역학 환경 등을 파악하기 위해 3D 기술 및 상용 공학 프로그램을 활용한 분석 방법을 포렌직 분야에서 많이 활용하고 있는 추세이다. 인체 추락사고는 대부분 사망사고로 이어져 사고예방 측면에서도 사고재구성을 통한 추락원인과 인체상해정도를 파악하는 것이 매우 중요하지만 추락 사고 당시 인체 영향 평가 기술의 비체계화, 첨단 측정 장비의 부족, 추락 메커니즘 예측에 관한 연구 미비 등으로 인하여 인체 추락안전사고에 관한 손상 평가 및 책임소재 판단에도 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 실제 자세별 추락안전사고 실험을 통해 자세별 추락 거동 및 메커니즘을 측정하고 도출된 데이터를 기반으로 LS-DYNA 모사 프로그램을 이용하여 추락으로 인한 인체 상해 평가를 수행함으로써 인체 추락사고로 인한 피해 결과를 정량화하고 인체 상해평가 기술의 기초를 마련하고자 한다.

의약품 제조용 세포배양 설비의 최적설계를 위한 Mixing ACT활용 제안

이번 발표에서는 교반기가 설치된 세포배양 설비의 유동해석을 간단하게 수행할 수 있도록 돕는 ACT(Application Customization Toolkit)의 소개와 사용 방법 및 확인가능한 결과에 대해서 발표한다. Mixing ACT를 사용하면 유동해석 초급자도 충분히 교반기 해석을 수행할 수 있으며, 숙련자는 모델링과 Fluent 설정, 후처리 작업등을 간편하게 수행하도록 사용 할 수 있다. ACT를 이용한 편리하고 간편한 해석으로 해석시간을 단축시켜 여러 형상에 대한 교반기 해석 또는 다양한 운전조건에서의 결과를 비교할 수 있어 반응기 설계 및 Scale-up에 유용하게 사용할 수 있다.

헬리컬 각도에 따른 분자드래그 펌프의 성능해석

최근 반도체 웨이퍼 사이즈가 커짐에 따라 고집적/고효율의 반도체 수율 상승 추세를 따라가기 위해서는 공정가스 유량을 배기하는 성능의 지표인 펌핑 스피드가 높은 펌프의 필요가 부각되고 있다. 따라서 터보분자펌프에 조합되는 드래그 펌프의 펌핑 스피드 향상 및 공정가스 역류 최소화 효과를 상승시키기 위해 설계단계에서의 성능 극대화가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 입출구의 각도차이를 의미하는 헬리컬 채널 각도를 설계 변수로 정의하여 ISO 규격에 따라 실험 을 수행하고 수치해석 결과와 정합성을 맞춘 뒤, 헬리컬 채널 각도에 따른 파라미터 해석을 통해 드래그 펌프의 펌핑 스피드 결과를 도출하였다. 수치해석에 적용된 유량은 누센 넘버 0.001 이상 0.1 이하로써, 실제 반도체 공정을 진행할 때 타겟 압력 영역이며 Ansys Fluent로 계산을 진행하였다.
헬리컬 각도에 따른 해석 결과, 유동 흐름 각도와 설계된 헬리컬 채널의 입구 각도차이가 클수록 유동 박리가 상대적으로 빨리 발생하였다. 채널 내 유동 박리가 발생하면 후류에서 와류로 인한 정체구간 형성 및 역류 발생 지점이 되기 때문에 펌핑 스피드가 낮아지는 원인이 되는 것을 확인하였다. 따라서 드래그펌프 기초 설계단에서부터 헬리컬 각도와 유동흐름의 각도에 대한 분석이 선행되어야 배기성능 향상을 할 수 있을 것으로 기대된다.

미세 액적 생성 장치 유동 해석 방법 소개

액적 기반의 미세 유체 장치는 화학, 생물학 등 다양한 분야의 연구개발에 사용되고 있다. 미세 유체에서 매우 작은 부피의 액적은 반응시간 단축이 가능하며, 자동화 시스템에서의 대용량 처리를 통해 고효율적인 수행이 가능하다. 본 발표에서는 물과 기름 같이 서로 섞이지 않는 두 종류의 유체를 이용해 미세 유체에서 액적을 생성되는 과정을 Ansys Fluent의 VOF 기능을 통해 해석으로 구현하는 방법 및 액적 생성에 영향을 미치는 다양한 매개 변수의 효과를 살펴 보고자 한다.

TurboTides를 활용한 원심펌프설계 워크플로우

다양한 산업군에서 유체의 에너지를 활용하는 시스템이라면 유체기계가 반드시 필요하고, 설계자는 시스템에 적합한 유체기계의 종류나 스펙을 충족하는 설계를 도출해야 한다. TurboTides는 설계자를 위해 유체기계의 설계부터 검증까지의 workflow를 쉽게 구현할 수 있는 전문 설계 소프트웨어로 Pump, Compressor, Fan, Turbine에 관련된 Total Solution을 제공한다. 유체기계의 타입이 다르더라도, 통일된 GUI와 Seamless workflow를 제공하는 TurboTides에서 원심펌프설계를 예시로 소프트웨어의 사용 및 활용 방법을 소개하고자 한다.

전기/전자 분야 열해석을 위한 기본적인 Cooling-Device

전기/전자 분야에서 많이 사용되는 냉각 방식과 냉각 장치에 대해 소개한다. 열설계에서 사용되는 방열판, 냉각팬, 그리고 TIM 등과 같은 냉각 장치에 대해 이해할 수 있다. 전기/전자 전문 열 시뮬레이션 도구인 Ansys Icepak을 사용하여, 냉각 장치의 모델링을 쉽게 수행할 수 있다. 전기/전자 제품의 적합한 냉각해석 솔루션을 찾을 수 있다.

FSI를 활용한 잉크젯 헤드의 열변형 해석

Display 설비중 하나인 Inkjet 설비는 열원을 가지고 있는 Head의 열전달로 인해 주변 온도의 상승을 야기시키고 이로 인해 열변형이 발생된다. 또한 Inkjet 설비는 마이크로 수준의 정밀도를 요구한다. 이에 따라 보다 정밀한 해석이 필요하기에 유동해석을 통해 유동장의 열전달 해석을 진행하였고, 이를 통한 온도 Data를 기반으로 구조해석을 진행하였다. 이런 해석 방식으로 um 단위의 열 변형 해석의 정확성을 향상시킬 수 있다.

반도체 장비 해석 사례

반도체 산업에서의 다양한 열∙유체 현상들을 실험을 통해서만 이해하기에는 한계가 있으나, 여기에 CFD를 적용함으로써 많은 실험적 한계를 보완할 수 있고 Ansys Fluent를 통해 열∙유체 및 다양한 물리 현상을 해석할 수 있다. 이번 발표에서는 반도체 산업분야에서 활용되는 Ansys Fluent의 시뮬레이션 내용과 해당 시뮬레이션의 방법적인 내용들을 설명한다.

전자장치 설계신뢰성과 운영신뢰성 구현 및 베스트 프랙티스

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PCB검사 장비용 조명 장치에 관한 광학 해석 사례

본 발표에서는 PCB 검사 장비에서 사용되는 백라이트와 간접 조명 기기에 관한 광학 해석에 관한 내용입니다. 마이크로 비아는 고밀도로 PCB 보드를 상호 연결시켜 줍니다. 고밀도로 집약된 회로를 PCB상에 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 더 작고 가볍게 PCB를 제작할 수 있도록 합니다. 고밀도로 제작된 PCB 보드는 제작 품질을 확인하는 검사 기기가 요구되며, 상하측 마이크로 비아 사이즈가 정확하게 관통되어 있는지, 동일한 사이즈인지를 검사할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 고성능 카메라로 이미지를 캡쳐해야 하기 때문에, 적절한 주변 조도 조건에서 측정 영역을 정확하게 관측할 수 있도록 백라이트와 간접 조명 기기가 필요합니다. 본 발표에서는 이러한 목적으로 제작된 장비에 광학 특성을 개선시켜 고객이 요구하는 마이크로비아 사이즈를 검출하도록 지원하는 과정에 관한 내용입니다. 광학 해석은 Ansys Speos로 해석 모델을 구축하고 조명 기기에서 변경 가능한 항목을 구성하여 조도와 균일도 사양을 해석으로 확인하였습니다.

조명해석을 통한 퍼스널 모빌리티 헤드램프 개발과정 소개

본 발표에서는 시장과 배광법규, 개발 시 고려해야할 요소 분석 (리브, 공차, 태양광, 방열)에 대해 소개하며 각 요소별 해석 방법 및 결과에 대해 설명드리고 실제 제품과 해석 결과를 비교하여 설명한다.

Augmented Reality Glasses 에 관한 광학 해석 사례

본 발표에서는 Augmented Reality Glasses(이하 AR Glasses)에 사용되는 광학 설계 및 해석에 대해 소개한다. AR Glasses는 안경 형태로 얼굴에 장착해 Micro Display에서 보여지는 화면을 확대하여 사용자의 눈에 영상을 투사하여 주는 디스플레이 장치이다. 기본적으로 AR glass는 화각, 밝기, 왜곡, 해상도, 색수차, 색도 변화, 다중상, 미광 여부 등에 대한 광학적인 성능이 요구된다. 이 외에도 외부광 투과율, 외부광의 왜곡 등에 대한 성능도 요구된다. 이를 위해서는 Micro Display의 해상도, 밝기 등의 변수와 광학계의 코팅의 투과/반사, 유효 광학면에 대한 함수 및 기구물에 대한 간섭들에 대한 다양한 환경 변수를 기반으로 사용자의 안구 위치/각도에 따른 광학 해석 능력이 요구된다. 본 발표에서는 이러한 목적으로 제작된 디바이스에 대한 설계 및 해석을 통하여 AR Glasses의 증강화면에 대한 분석을 다룬다. 광학 설계 및 해석은 Ansys Zemax로, 광학계와 Micro Display를 구축하고 각 휘도 및 광경로에 대한 해석으로 진행된다.

Ansys Electronics 이용한 5Gen Interface 모델링 및 검증

5세대급 디지털 신호를 설계하기 위해서는 Ansys의 Electronics 를 이용한 3D EM 모델링 및 Signal Integrity 분석과 검증이 필요하다. 본 발표에서는 Ansys Electronics HFSS solver의 최신 기능을 이용한 5Gen PCB, Connector 의 모델링 방법과 모델 활용 방법 및 Ansys Electronics 이용한 5Gen 신호 검증 방법에 대해 설명합니다.

밀리미터파용 모듈 적용을 위한 interconnection 솔루션 개발

최근 60GHz 중심의 ISM 대역에서 4K, 8K 초고화질을 지원하는 smart TV 등을 비롯하여 다양한 초고속 통신 서비스에 대한 상용화 연구가 많이 증가되고 있다. 그러나 이러한 mmWave 대역에 있어서 매우 핵심 부품인 안테나 설계에 있어서 구현 자유도가 현저히 저하되고 있는 것이 극복해야 될 중요한 이슈 중 하나이다. 추가적으로 mmWave 대역에서도 구조상 board-to-board connection이 필요한 부분이 존재하나 현재까지는 이러한 이슈를 해결 할 수 적절한 방안이 제시되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 mmWave 대역에서의 안테나 연결을 지원 할 수 있고 더불어 다양한 디바이스들의 B-to-B connection 영역에 대한 기술적인 이슈를 고찰해 본다.

물류 로봇운송 최적화를 위한 V2V Connectivity

기존의 물류 로봇은 지정된 경로를 따라 움직이는 것에 국한되었다. 현재 5G 통신이 발달하면서 물류 로봇 간 실시간 통신을 기반으로 자율주행하는 시대로 돌입하였다. 이 때 제일 중요한 것은 V2V Connectivity 이며, 성능 지표는 안테나 간 Coupling으로 판단할 수 있다. 본 발표에서는 Ansys HFSS를 통해 실제 환경에서의 V2V Connectivity 분석 솔루션을 소개한다.

고분자 반응기 내부 유동 변화에 따른 CFD 지표 통계 분석 결과를 통한 학습 모델 구축

고분자 반응기에서의 내부 유동은 품질에 끼치는 영향이 매우 크다. 특히 유동에 의해 morphology가 변화하거나 또는 입자로 고분자가 형성되지 못하고 이상 중합이 일어날 수 있는 suspension 중합의 경우 agitator 및 baffle 등의 internal 구성이 중요하다. 이 때문에 고분자의 품질을 유지시킬 수 있는 반응기를 설계함에 있어 vortex mixing tank 난류 모델을 구축하였으며 실제 pilot의 품질 data와 비교 분석 함으로써 계산된 CFD 지표와의 상관관계성을 분석하였다. 또한 위 data를 기반으로 Randomforest model을 사용한 machine learning model을 구축하였다.

액체금속 기포컬럼의 유동해석

Using molten-metal bubble columns (MMBCs), non-oxidative CH4 pyrolysis producing H2 and solid carbon has emerged for efficient low-carbon H2 production against steam-methane reforming (SMR). Since hydrodynamic parameters such as the gas holdup and bubble size have significant impacts on heat and mass transfer, understanding the hydrodynamics of MMBCs is crucial to determine optimal operating conditions and reactor design. A volume of fluid computational fluid dynamics (VOF-CFD) model coupled with a large eddy simulation (LES) turbulence equation was developed and validated for MMBCs. A novel bubble detection algorithm was also proposed for the CFD simulation. Using the validated CFD model, hydrodynamics of a CH4-Sn system were investigated in the near-bubbling field at 900 °C and ambient pressure.

Ansys Design Xplorer를 활용한 Roll Frame 두께 최적화 설계

본 발표 내용은 Ansys Design Xplorer를 활용한 Roll Frame의 두께를 최적화 하는 방법에 관한 것이다. 해석 대상인 Tension Bridle Roll은 냉연 강판 생산공정에 사용되는 설비이며, 강판에 적절한 Tension을 가하면서 이송시키는 역할을 한다. 이때 해당 설비의 Roll과 지지 Frame의 두께 설계를 Ansys DX를 활용하여 수행 하였다. 최적화를 통해 설비의 성능은 만족시키면서 최적의 물량을 도출하여 과설계를 방지할 수 있다.

회로조립카드의 특정 부품 발열완화 조치 적정성 분석사례

국내 L사에서 운용중인 무기체계에서 특정 회로카드조립체의 부품(이하 U7)이 동일한 고장 유형으로 빈번하게 고장이 발생하는 상황에서 분석의뢰가 들어왔다. 본 ㈜엑슬리트엣지는 신뢰성물리학 분석방법과 Ansys 소프트웨어들을 활용하여 U7의 문제원인을 역추정하여 규명하는 것을 목표로 크게 2가지 분석을 수행했다. 첫째, Sherlock을 이용한 기계충격 및 솔더피로에 의한 신뢰성분석, 둘째, Icepak을 이용한 발열완화 조치 적정석 분석인데 본 논문에서는 둘째 내용에 대해서 중점적으로 다룬다. 열분석으로는Icepak을 이용한 시뮬레이션 분석을 수행했다. Thermal Pad를 적용하지 않았을 때 시뮬레이션 결과 63.0048도를 얻었고 Thermal pad를 적용했을 때 시뮬레이션 분석결과 43.6681도를 얻었다. 따라서, Thermal pad는 약 20도 정도의 온도 감소를 일으키면서 적절하게 발열완화 기능을 수행했다.

하이드로코드를 이용한 무기 분야 해석 사례

하이드로 코드란 매우 짧은 시간안에 급격한 대변형이나 파손을 일으키는 물리적 현상을 분석하는 소프트웨어를 뜻하며, Ansys Autodyn 및 Ansys LS-DYNA가 이에 해당한다.
본 발표에서는 이러한 코드들을 활용하여 무기 분야에서 충돌, 관통, 폭발 등과 같은 현상을 시뮬레이션으로 분석한 실제 사례들을 소개한다.

Extending Multiphysics to Particle Dynamics – A Technical overview of applications using DEM, DEM-CFD, DEM-SPH and DEM-FEA

Engineers use Rocky for solving applications dealing with bulk material and discrete particles to help reduce waste, gain insight into manufacturing processes, improve product quality and uniformity, and improve the performance and durability of equipment during operation. Increasing Rocky is used to solve non-traditional particle dynamics applications. This talk will provide a technical overview of some of the industrial use cases of Rocky and highlights multiphysics simulations of Rocky with fluids and structural applications as well as describing use of SPH-DEM for particle laden free-surface flows.
※ 본 세션은 한-영 동시통역이 제공됩니다.

FSI를 활용한 잉크젯 헤드의 열변형 해석

Display 설비중 하나인 Inkjet 설비는 열원을 가지고 있는 Head의 열전달로 인해 주변 온도의 상승을 야기시키고 이로 인해 열변형이 발생된다. 또한 Inkjet 설비는 마이크로 수준의 정밀도를 요구한다. 이에 따라 보다 정밀한 해석이 필요하기에 유동해석을 통해 유동장의 열전달 해석을 진행하였고, 이를 통한 온도 Data를 기반으로 구조해석을 진행하였다. 이런 해석 방식으로 um 단위의 열 변형 해석의 정확성을 향상시킬 수 있다.