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직스캐드 2024의 최신 기능 업데이트
매스캐드 프라임 9.0 사용하기 Ⅰ
복합소재 공정 전반의 가상 프로세스 체인
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한지 데이터베이스
문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (4)   지난 호에서는 옛 사진 데이터베이스의 중요성과 그 활용 가능성에 관하여 광화문과 광화문 현판 복원 사례를 통해서 살펴 보았다. 사진을 어떤 목적으로 어떻게 촬영할 것인가 하는 문제와 사진 이미지 데이터베이스 구축의 필요성에 관해서 소개하였다. 또한 이미지 데이터베이스의 활용에 있어서 메타 데이터(meta data)와 올바른 태깅(tagging)의 중요성에 관해서 생각해 보았다. 이미지 데이터를 통한 역사 퍼즐을 풀어가는 데에서 발생할 수 있는 다양한 문제점을 예시하고, 다른 기록 자료와의 상호 검증 필요성도 강조하였다. 문화유산 복원의 정의와 현실적인 문제점 등에 관해서도 간단하게 소개하였다.  이번 호에서는 종이의 역사, 동아시아의 전통 종이, 한지 제지 공정, 한지의 다양한 명칭, 한지의 특징, 한지의 원료, 한지의 색상, 빛의 투과 특성, 전통 한지의 우수성에 관해서 간단하게 정리해 본다. 아울러 우리의 소중한 문화유산인 전통 한지에 관한 데이터베이스 구축의 중요성과 문화유산 분야에서의 활용 사례에 관하여 살펴 본다. 한지 데이터베이스 구축에 있어서 어떠한 정보를 어떻게 정리하는 것이 앞으로 문화유산 분야에서의 활용에 도움이 될 것인가에 관해서 생각해 본다.    ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 한지의 다양한 활용 사례(서화, 책, 등, 한옥 문, 신발, 가방, 불경 등) 종이의 역사 종이의 역사를 소개하기에 앞서 우리의 전통 종이인 한지의 다양한 활용 사례를 <그림 1>에 소개하였다. 한지는 우리에게 익숙한 전통적인 서화, 책, 한옥 재료, 불경을 비롯하여 현대적인 디자인을 가미한 등의 갓, 신발, 가방 등 다양한 응용제품의 소재로 사용되고 있다. 전통적인 방법으로 만든 종이는 일반적으로 사용되는 양지(洋紙)와 달리 독특한 질감과 특성을 가지고 있어 문화유산의 보수, 서화 작품의 소재로 사용될 뿐만 아니라, 새로운 종이를 재질로 한 새로운 제품의 개발에도 활용될 가능성이 높아 각광받는 재료이다. 고대부터 그림 또는 문자를 바위, 벽돌, 동물 가죽, 나무, 대나무 조각 등 다양한 소재에 기록으로 남겨 두었다. 고대 이집트에서는 양가죽을 종이처럼 만든 양피지(羊皮紙, parchment)가, 아시아에서는 얇은 대나무 조각을 재료로 한 죽편(竹片)이 사용되었다. 기원전 3000년경에 고대 이집트에서는 파피루스(papyrus)라고 하는 풀의 섬유로 종이와 비슷한 것을 만들어 사용하였으며, 오늘날 영어에서 ‘종이’를 뜻하는 ‘paper’의 어원이 되었다. 양피지는 우리말로 번역하면서 양의 가죽으로 만들어 종이처럼 사용되는 물건을 종이에 비유하면서 한자로 종이를 의미하는 지(紙)가 붙었을 뿐, 실제로 종이는 아니다. 현재 사용되고 있는 종이는 식물에서 셀룰로스(cellulose, 섬유소)를 추출하여 얇은 평면의 막 형태로 만든 것이다. 종이를 처음으로 만든 사람은 중국의 채륜(蔡倫)으로 알려져 있다. 삼(麻 : 마), 아마(亞麻) 등에서 섬유를 분리하여 얇은 막의 형태로 걸러서 떠내어 건조시키는 방법으로 만들었다. 이러한 방법은 한국과 일본에도 전해져, 동아시아 각국에서는 지역에 자생하는 식물을 재료로 하여 종이를 만들어 사용하게 되었다. 종이의 발명으로부터 약 600년 후인 710년경에는 중국인 포로에 의해서 현재의 우즈베키스탄 사마르칸트까지 전파되었다. 12세기 즈음에 이르러 무어인이 종이 만드는 기술을 에스파냐에 도입하면서 점차 유럽에 전파되었다. 그 후 약 7세기 동안 유럽에서는 식물 섬유와 넝마를 원료로 수작업으로 유럽의 전통 종이가 만들어졌다. 산업혁명이 일어난 19세기에는 제지 작업의 기계화가 시작되었으며, 양지의 대량생산으로 이어졌다.    한국, 중국, 일본의 전통 종이 한국, 중국, 일본 모두 전통적인 방식의 수작업으로 전통 종이가 생산되고 있다. 한국의 전통 종이를 한지(韓紙), 중국의 전통 종이를 선지(宣紙, Xuan Zhi), 일본의 전통 종이를 화지(和紙, わし)라고 구별하여 부른다. 동아시아 삼국의 종이는 모두 오랜 역사와 전통을 가지고 있으며, 기본적으로 닥나무를 이용해 종이를 만드는 것은 비슷하지만 각국의 닥나무 품종, 제조 과정이나 첨가되는 재료들이 달라지면서 각 나라 전통 종이의 고유한 특징을 가지게 되었다.   그림 2. 동아시아 전통 종이의 명칭, 원료 및 특징   <그림 2>에 동아시아 전통 종이의 명칭과 특징을 간단하게 정리하여 소개하였다. 우리나라의 경우에도 한지를 만드는 공방이 전국 각지에 분포하고 있으며, 각 공방마다 다른 재료와 제지 공정으로 종이를 만들기 때문에 획일적으로 한지의 특징을 표현할 수는 없다. 다만 한국, 중국, 일본의 전통 종이의 일반적인 특징의 차이를 정리하면 다음과 같이 요약할 수 있다. 한지는 주로 닥나무를 원료로 만들어 보존성이 탁월하고 질기면서도 유연한 특징을 가지고 있다. 문자의 기록, 서화용뿐만 아니라 건축, 공예, 예술 등 여러 분야에서 활용되고 있다. 한지는 중국이나 일본의 전통 종이 제지법과 다르게 한지 두 장을 서로 붙여서 한 장을 만드는 합지(合紙) 방식이 사용된다. 표면을 매끄럽게 하기 위한 도침(搗砧 : 종이나 가죽 따위를 다듬잇돌에 올려놓고 다듬어서 윤기가 나고 매끄럽게 함) 과정을 거치기도 한다.  중국의 선지는 죽피(竹皮), 마피(麻皮), 청단피(靑檀皮), 상피(桑皮)에 볏짚이나 밀짚 등을 섞은 원료로 만든다. 중국의 청단(靑檀)은 느릅나무과의 나무로 한반도에는 자생하지 않는 식물이다. 선지는 한지보다 섬유의 길이가 짧아 종이의 질은 약하지만, 먹 번짐이 고르고 우수하여 서화용으로 적합하다.  일본의 화지는 왜(倭)닥피, 안피(雁皮 : 산닥나무 껍질), 삼지(三枝) 닥피를 원료로 만들며, 부드럽고 유연하다. 종이를 쌍발 뜨기 방식으로 뜨기 때문에 얇은 종이를 여러 번 뜰 수 있어, 종이의 질을 균일하게 할 수 있는 특징이 있다. 표면 처리로 표면을 고르게 하여 섬세하다. 그러나 먹 번짐이 좋지 않아 먹을 이용하여 글을 쓰거나 그림을 그리는 것에는 그다지 적합하지는 못하다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
유우식 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 641
매스캐드 프라임 9.0 사용하기 Ⅰ
제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 10.0 (11)   PTC 매스캐드 프라임(PTC Mathcad Prime)은 엔지니어링 계산을 수행하고 분석 및 공유하는 엔지니어링 수학 소프트웨어이다. 매스캐드 프라임은 수학적인 표기법, 강력한 호환 기능 그리고 개방적인 구조로 사용하기 쉽고, 엔지니어의 극단적인 설계와 공학 프로세스에 최적화하게끔 구성되어 있다.  이번 호에서는 매스캐드 프라임 9.0에 대해 예제를 통해 배워보자.   ■ 김주현 디지테크 기술지원팀의 차장으로 크레오 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 이메일 | sskim@digiteki.com 홈페이지 | www.digiteki.com   매스캐드 프라임의 UI 매스캐드 프라임은 다음과 같이 리본 UI(사용자 인터페이스)를 구성하고 있다.   수학 사용자가 직접 수학 계산에 필요한 입력 값과 연산자 입력/활용할 수 있다.     입력/출력 작업 시트나 엑셀 같은 문서의 가져오기/내보내기 기능을 할 수 있다.      함수 복잡한 수학 함수 미적분 방정식, 벡터/행렬 함수 기능을 사용할 수 있다.       행렬/표 행렬, 표 테이블, 벡터의 생성과 편집을 할 수 있다.     도표 계산 결과에 대한 도표를 생성할 수 있다.     계산 서식 지정 계산 값 서식에 대한 폰트, 소수점 자리 수 등을 편집할 수 있다.     텍스트 서식 지정 사용자가 입력한 텍스트에 대한 폰트, 배치 등을 편집할 수 있다.     계산 계산 서식 틀이나 내용에 대한 에러 처리 방법을 확인할 수 있다.     문서 텍스트 입력 창, 프레임 표시, 머리글/바닥글 등 작업 시트 상의 전체 양식을 편집할 수 있다.     리소스 매스캐드에 대한 자습서 및 도움말 등을 이용할 수 있다.     방정식 입력 및 계산 그럼 지금부터 예제를 통해 매스캐드에서 기본적인 방정식(수학식)을 입력해보자. 새로운 빈 워크시트에서 마우스를 클릭하면 파란색 십자선이 표시된다. 이 십자선은 계산 영역이나 텍스트 영역을 표시해주는 것으로, 격자선을 클릭하거나 화살표 키를 누르면 위치가 변경된다. 예제를 통해 다음의 식을 삽입해보자.     먼저 빈 공간에 ‘19’를 입력한다. 입력한 숫자에 그림과 같이 박스가 생성되는 것을 볼 수 있다. 이 박스가 계산 영역이 된다. 다른 곳을 클릭한 후에도 다시 ‘19’를 클릭하면 계산 영역이 활성화된다.     ‘19+5’를 입력한 후 연산자 아이콘을 클릭하여 거듭제곱을 사용해보자. 연산자를 활성화하여 거듭제곱근을 클릭한다. 괄호 안의 값은 단축키이므로 자주 사용하는 기호는 단축키를 확인해둘 수 있다.        ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
김주현 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 626
복합소재 공정 전반의 가상 프로세스 체인
시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (1)   2019년 독일 KIT(카를스루에 공과대학교) 박사 출신의 졸업생 3명이 시뮤텐스(SIMUTENCE)라는 가상 복합재 해석 솔루션 회사를 설립하였다. 시뮤텐스는 상용 FEA(유한요소해석) 툴에 연결되는 맞춤형 시뮬레이션 방법을 포함한 설계 및 엔지니어링 서비스를 자동차, 항공우주 산업 뿐만 아니라 스포츠 용품/레크리에이션 분야까지 광범위하게 제공하고 있다. 이번 호부터 3회에 걸쳐 시뮤텐스 시뮬레이션 소프트웨어의 상세 기능, 모듈, 사례 등에 대해 소개한다.   ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com   가상 프로세스 체인 시뮤텐스는 엔지니어링 컨설팅 및 시뮬레이션 작업을 제공하고, 아바쿠스(Abaqus) FEA 툴 등 맞춤형 플러그인을 개발 및 공급하며 금속 설계를 복합재로 변환하는 방법, 재료 및 프로세스 기술을 선택 및 최적화하는 방법을 포함한 통합 패키지를 개발 및 공급한다. 지난 2023년 3월에는 한국 및 아시아 지역의 독점 공급, 판매 및 교육, 기술지원 파트너로 씨투이에스코리아를 선정해, 국내 고객을 대상으로 솔루션을 제공하고 있다. 시뮤텐스는 다양한 열경화성 및 열가소성 복합재는 물론 하이브리드 금속/복합재 구조까지 시뮬레이션 기술을 지원하고 있다. 그리고 까다로운 엔지니어링 문제로 어려움을 겪고 있는 고객을 위해 FEA 구조 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 아바쿠스 및 사출.압축.오버몰딩 성형 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 몰드플로우(Moldflow)와 같은 프로세스 시뮬레이션 코드를 사용한다. 이러한 표준 도구가 적합하지 않거나 고객이 다른 유형의 엔지니어링 솔루션을 필요로 하는 경우, 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 도구도 개발 가능하다. 시뮤텐스의 임무는 복합재 부품 설계자와 제조업체가 가상 프로세스 체인을 통해 경량 부품과 공정을 개발하고 최적화하도록 돕는 것이다. 따라서, 각 기업 및 현장에서 사용하는 맞춤형 가상 프로토타이핑 시뮬레이션 툴의 정확성과 신뢰성 때문에 물리적 테스트를 여러 번 반복하는 불편함과 비용과 시간과 인력을 줄일 수 있다.     일반적으로 초기 제품 개발 단계는 엔지니어링 목표를 정의한 다음, 모든 기능적 요구 사항을 충족하는 재료별 설계를 개발하는 것부터 시작한다. 다음으로 공정 시뮬레이션을 적용하여 제조 가능성을 확인하고, 적합한 가공 매개변수를 선택하고, 기존 제조 효과(예 : 성형 또는 충진으로 인한 섬유 배향)와 결함(예 : 주름, 드라이 스팟(dry spot), 충진 문제 등)을 예측한다. 프로세스 및 구조 시뮬레이션을 위한 고급 모델링 기술과 제조 효과를 후속 시뮬레이션 단계로 지속적으로 이전할 수 있도록 구축한 인터페이스는 상용 소프트웨어 아키텍처의 모델링 기능을 향상시킬 수 있다. 치수 정확도는 복합재 설계에서 중요한 문제가 될 수 있으므로, 변형 및 열역학적 분석(경화/결정화 동역학 포함)을 적용하여 치수 변화를 예측하고 잔류 응력을 평가한다. 마지막 단계는 설계가 하중 요구 사항을 충족하는지 확인하고 강성을 결정하며 파손 시점 및 시작 및 초기 파손 모드 분석을 제공하기 위해 구조 해석을 수행하는 것이다.   공정 시뮬레이션 전문성 섬유 강화 복합재의 구조적 거동은 제조 효과에 의해 뚜렷이 영향을 받으므로, 가상 프로세스 체인을 적용함으로써 구조적 성능에 대한 제조 효과를 고려할 수 있다. 이러한 가상 설계 루프는 정확성과 신뢰성으로 인해 여러 차례의 설계 및 물리적 부품 테스트를 제거하여 개발 시간과 리소스를 줄이는데 도움이 된다. 우리는 중립적인 교환 형식으로 운영하기 때문에 고객이 현재 사용하고 있는 다양한 소프트웨어 패키지에 연결할 수 있다. 시뮤텐스는 열성형(thermoforming) 시뮬레이션, 압축 성형 시트(SMC)의 충전 시뮬레이션, 매핑 및 균질화를 위한 인터페이스용 플러그인 기능을 아바쿠스 FEA 제품군에서 사용할 수 있도록 추가하였다. 복합재 시뮬레이션에 대한 전문 지식과 KIT의 스핀오프라는 배경을 통해 최첨단 시뮬레이션 방법을 지원할 수 있다는 점을 내세운다.     SimuFill 시뮤필(SimuFill)은 성형 프로세스 모델링을 위한 기존 소프트웨어 아키텍처(아바쿠스 및 몰드플로우 플러그인)를 개선하여 고급 압축 및 사출 성형 분석이 가능하다. 시뮤필을 통해 제공되는 몰드플로우 추가 기능으로 pvT 거동을 경화도의 함수로 모델링할 수 있으며, 사출 및 압축 성형용 열가소성 및 열경화성 수지에 대한 결정화 및 경화 역학을 각각 예측하는 것이 포함된다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
씨투이에스코리아 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 613
전기자동차용 헤어핀 모터 코일의 DfAM 및 금속 적층제조 프로세스
앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례   최근 전기자동차의 수요가 증가함에 따라 전기자동차의 성능을 보다 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 모터 분야에서 헤어핀(hairpin) 코일의 적용으로 성능이 향상됨을 확인하였으며, 이미 여러 양산형 모델에도 적용되어 실사용 중에 있다. 그러나 헤어핀 코일은 복잡한 제조 공정 및 제작 기술이 필요하다는 단점이 있다. 이렇게 기존 생산 공정에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하고 추가적인 성능 향상을 도출하기 위해 금속 3D 프린팅 기술을 적용하여 모터 코일을 제조하는 방법이 연구되고 있다.  이번 호에서는 앤시스에서 제공되는 맥스웰(Maxwell)과 앤시스 애디티브(Ansys Additive)를 활용한 시뮬레이션을 기반으로 헤어핀 코일의 DfAM(Design for Additive Manufacturing) 및 적층공정 해석을 수행하며 전체 제작 프로세스를 제시하고자 한다.    ■ 김선명 원에이엠 DfAM팀의 연구원으로, 적층제조 특화 설계를 담당하고 있다. 이메일 | smkim@oneam.co.kr 홈페이지 | www.oneam.co.kr   전기자동차용 헤어핀 모터 코일 헤어핀 코일이란 <그림 1>과 같이 헤어핀의 형상처럼 직사각형 단면의 도선을 구부려서 제작되는 모터 코일이다. 기존의 원형 도선의 권선 형태로부터 성능 개선을 위해 개발되었으며, 성능 향상이 입증되어 이미 상용 전기차량에 적용되어 실사용 중에 있다. 이러한 직사각형 단면의 헤어핀 코일을 사용하는 이유는 기존 원형 코일 대비 높은 점적률(fill-factor)을 갖기 때문이다. 점적률이란 <식 1>과 같이 모터고정자의 슬롯 면적 대비 구리 도선이 차지하는 면적의 비로 계산이 된다. 점적률이 높아지면 <그림 2>와 같이 도선 간 빈 공간 영역이 작아진다. 따라서 상대적으로 권선 저항이 낮아지게 되고 도선간 접촉 면적이 증가함에 따라 열전달 계수가 높아져, 방열 효과도 증가하는 효과가 있다. 이러한 헤어핀 코일의 적용으로 원형도선 대비 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.   식 1   그림 1. 헤어핀 코일   그림 2. 원형 도선과 헤어핀 코일의 비교(출처 : MG Motor article : Why 1% efficiency improvement means so much, Hairpin Technology : Hubiz)   헤어핀 코일은 <그림 3>과 같은 공정을 통해 조립된다. 제일 먼저, 원재료인 사각형 단면의 코일을 헤어핀 형태로 성형한 후 모터 고정자의 슬롯에 조립한다. 그 다음 같은 상끼리 연결될 수 있도록 트위스팅(twisting) 공정을 거친 후, 서로 접촉하는 도선끼리 용접하는 과정을 거쳐 완성된다. 추가로 도선에 용접될 부분의 절연재를 제거하는 등의 공정이 필요하다. 이처럼 헤어핀 코일 모터는 복잡한 제작 절차와 제작 공정이 필요하며, 특히 고난도의 용접 기술이 요구된다. 무엇보다 제조 공정 중 제품에 문제가 발생한다면 문제가 되는 부분만 처리가 불가능하기 때문에, 제작 공정이 처음부터 수행되어야 한다.   그림 3. 헤어핀 코일의 조립 공정(출처 : Maximising E-Machine Efficiency with Hairpin Windings, by Shaoshen Xue-Motor Design Limited)   이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 금속 3D 프린터를 사용한 모터 코일의 금속 적층제조에 대한 연구가 진행되고 있다. 금속 적층제조는 다음과 같은 장점이 있다. 제작 공정 간소화 : 헤어핀 코일의 3D 프린팅 공정 적용 시 3D 프린팅 장비만 있다면 기존의 복잡한 제작 공정이 필요 없으므로, 제작 공정을 보다 간소화시킬 수 있다. 일체화 : 개별 파트로 나누어진 헤어핀 코일을 일체화하여 하나의 부품으로 제작이 가능하기 때문에, 용접을 최소화한 공정이 가능하여 제작 중 파트 불량률을 최소화할 수 있다.  설계 자유도 향상 : 헤어핀 코일 형상의 제약이 없으므로 형상 구현의 자유도가 높기 때문에, 성능 향상을 위한 설계가 용이하다.  금속 적층제조를 고려한 헤어핀 코일의 설계를 위해서 시뮬레이션을 기반으로 전자기 성능 분석, 열 특성 분석, 적층 공정 해석의 전체 설계 및 제작 프로세스를 진행한다. 이 글에서는 앤시스 맥스웰과 앤시스 애디티브를 활용한 시뮬레이션을 기반으로 헤어핀 코일의 DfAM 및 적층공정 해석을 수행하며, 전체 제작 프로세스를 제시하고자 한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
김선명 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 623
CFD 시스템 설계 및 분석 가속화를 위한 밀레니엄 M1
성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (8)   전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션은 긴 설계 주기를 단축하고 비용이 많이 드는 실험 횟수를 줄이기 위해 널리 사용되어 왔다. 하지만 기존 CFD 솔버 기술과 컴퓨팅 리소스의 정확도와 속도 제한으로 인해 CFD 분석의 잠재력이 제한되었다. 이러한 문제로 인해 일반적으로 CFD 사용자는 효율적인 가상 엔지니어링을 수행하지 못했다. 턴키 CFD 솔루션인 케이던스 밀레니엄 M1(Millennium M1) CFD 슈퍼컴퓨터는 대형 와류 시뮬레이션(LES)을 위한 케이던스 피델리티(Fidelity) LES 솔버와 같은 그래픽 처리 장치(GPU) 상주 CFD 솔버와 확장 가능한 고성능 컴퓨팅(HPC) 하드웨어의 조합으로 이러한 장애물을 극복하여 전례 없는 성능을 발휘한다. 고품질 합성 데이터의 신속한 생성을 통해 제너레이티브 AI(generative AI)는 정확도 저하 없이 최적의 시스템 설계 솔루션을 빠르게 식별할 수 있다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   밀레니엄 M1은 처리 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하여 항공우주, 자동차, 발전 및 터보 기계 애플리케이션에서 LES의 실제 적용 범위를 확장한다.   그림 1. 케이던스 밀레니엄 M1 CFD 슈퍼컴퓨터   밀레니엄 M1의 주요 효과 밀레니엄 M1은 설계 시간 및 컴퓨팅 리소스 절약 효과를 가져다줄 수 있다.   GPU 가속  고성능의 GPU 상주 CFD 솔버가 최저 전력 소비로 빠른 시간 내에 결과를 제공한다.   턴키 솔루션 바로 사용할 수 있는 단일 CFD 슈퍼컴퓨팅 솔루션을 위해 피델리티 CFD 소프트웨어와 HPC 하드웨어를 결합한다.   최적화된 성능 확장 가능한 HPC 아키텍처와 최신 GPU 상주 솔버가 최적의 시스템 성능을 위해 튜닝되었다.   뛰어난 확장성  빠른 처리 시간을 위해 애플리케이션에 따라 스택형 컴퓨팅 노드를 확장할 수 있다.   표 1. 밀레니엄 M1은 자동차, 항공우주 및 터보 기계 애플리케이션을 위한 당일 시뮬레이션 처리 시간을 제공한다.   밀레니엄 M1의 특징 밀레니엄 M1은 CFD 슈퍼컴퓨팅을 위한 통합 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼이다.   GPU 가속 GPU 가속화는 항공우주, 자동차, 터보 기계 및 기타 여러 산업에 막대한 영향을 미치며 고충실도 CFD를 혁신하고 있다. CFD에 GPU 컴퓨팅을 활용하면 엔지니어링 효율성을 높일 수 있다. 주어진 컴퓨팅 투자에 대해 피델리티 LES 솔버는 CPU 대비 최대 10배의 처리량 증가를 제공한다. 고정된 시뮬레이션 처리량의 경우, CPU 컴퓨팅 대비 GPU 컴퓨팅의 에너지 요구량 감소는 약 17배이다.   그림 2. 합동 타격 미사일(JSM) 기체용 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 확장성 확장성 밀레니엄 M1은 외부 공기역학 및 항공 음향에서 연소 및 다중 물리학에 이르기까지 애플리케이션 전반에 걸쳐 거의 선형에 가까운 확장을 제공한다. 이 제품은 두 개의 GPU 노드에서 14시간 이내에 착륙 구성의 실제 항공기를 정확하게 시뮬레이션하는 등, 빠른 시간 내에 결과를 얻을 수 있는 대규모 LES 시뮬레이션을 지원한다.   고충실도 LES 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 솔버는 고급 수치 방법과 모델을 결합하여 GPU 가속을 통해 비용 효율적이고 높은 처리량의 시뮬레이션을 제공한다. 고유한 솔버 이산화가 최신 서브 그리드 스케일 및 벽 모델링과 결합되어 그리드 해상도에 높은 견고성을 제공하는 LES 기능을 제공한다.   그림 3. 다양한 메시 크기에 대한 샌디아 플레임 D 실험과 Fidelity CharLES 결과 비교     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
나인플러스IT 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 611
직스캐드 2024의 최신 기능 업데이트
복잡한 모델에서 인사이트를 얻고 설계 의사결정을 돕는 직스캐드 (1)   직스캐드(ZYXCAD)는 2022년 처음 출시한 국내 자체 개발 범용 CAD 솔루션 프로그램으로, 가격 경쟁력을 높이는 한편으로 처리 속도를 빠르게 해 사용자 편의성을 높인 것이 특징이다. 이번 호부터 직스캐드 2024에서 업그레이드된 주요 기능을 소개할 예정이다. 이번 호에서는 사용자에게 더 많은 유연성과 제어 기능을 제공하는 동적블록의 활용도를 알아보고, 건축 설계에서 동적블록의 실제 활용사례를 확인해보자.   ■ 이소연  직스테크놀로지 기술지원팀의 대리로 직스캐드의 기술지원 및 교육을 맡고 있다. 이메일 | tech@zyx.co.kr 홈페이지 | https://zyx.co.kr   동적 블록 기능 소개   그림 1. 동적 블록 설정   직스캐드 2024 버전에서는 이전 버전에서 지원되지 않던 동적 블록 생성 및 편집 기능이 추가되었다. 동적 블록은 형상에 매개변수 및 구속 조건, 동작을 추가하여 블록을 분해하지 않아도 유연하게 수정하여 사용할 수 있는 기능이다.   편리한 관리 동적 블록은 정적인 구성 요소를 뛰어넘어 사용자에게 더 많은 제어와 유연성을 제공한다. 이 기능을 통해 하나의 블록에 필요에 따라 동적으로 변할 수 있는 속성을 부여할 수 있다. 이는 다양한 디자인 요소에 적용할 수 있어, 블록 기능을 더욱 다채롭게 표현할 수 있게 한다.   시간 절약 및 효율성 동적 블록은 작업 속도를 높여주는 장점이 있다. 한 번의 디자인 작업으로 여러 상황에 대응할 수 있기 때문에, 반복적인 프로세스에서 작업 시간을 단축할 수 있다. 또한, 동적 블록의 업데이트가 필요할 때 한 번의 수정으로 모든 인스턴스를 한꺼번에 업데이트할 수 있어 불필요한 수고를 덜어준다.   동적 블록 사용하기   그림 2. 동적 블록 설정   블록 생성 동적 블록은 블록을 생성한 후 블록 편집기에서 속성을 부여할 수 있다.   속성 정의 동적으로 사용할 객체를 선택한 후 속성을 정의한다. 예를 들면 크기, 위치, 배열 등을 동적 속성으로 지정 가능하다.   속성 값 할당 설정된 매개 변수값에 동작을 추가한 후 범위를 지정한다. 이러한 값은 나중에 블록을 사용할 때 동적으로 변경된다.   블록 목록화 블록을 뷰에 따라 설정하고 동적으로 변경될 수 있는 속성을 부여하면 목록으로 구성하여 사용할 수 있다.    동적 속성 수정 블록의 동적 속성을 필요에 따라 수정 가능하다. 블록을 선택하고 해당 속성을 조정하여 자유롭게 편집할 수 있다.   블록 업데이트 블록의 원본을 수정하여 업데이트하면 원본 객체와 관련된 모든 블록을 한 번에 수정할 수 있다.   그림 3. 동작 범위 설정     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
이소연 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 643
로컬 호스트 LLM 오픈소스 기반 BIM 전문가 챗봇 서비스 만들어보기
BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크   요즘 LLM 모델을 사용하는 방법이 점차 간편해지고 있어 자체적으로 LLM을 구축해 챗봇, 전문가 시스템 등을 자신의 서버에서 제공하는 경우가 많아지고 있다. 이번 호에서는 GPU가 있는 PC에서 직접 실행해 볼 수 있도록, 로컬 호스트 LLM(대규모 언어 모델) 오픈소스 기반의 BIM 전문가 챗봇 서비스를 간단히 개발해 본다.   ■ 강태욱 건설환경 공학을 전공하였고 소프트웨어 공학을 융합하여 세상이 돌아가는 원리를 분석하거나 성찰하기를 좋아한다. 건설과 소프트웨어 공학의 조화로운 융합을 추구하고 있다. 팟캐스트 방송을 통해 이와 관련된 작은 메시지를 만들어 나가고 있다. 현재 한국건설기술연구원에서 BIM/GIS/FM/BEMS/역설계 등과 관련해 연구를 하고 있으며, 연구위원으로 근무하고 있다. 이메일 | laputa99999@gmail.com 페이스북 | www.facebook.com/laputa999 홈페이지 | https://dxbim.blogspot.com 팟캐스트 | http://www.facebook.com/groups/digestpodcast   이번 호에서는 기존의 BIM PDF 파일을 검색해 학습하고, LLM에 RAG(Retrieval-augmented generation) 증강 학습한 후, 이를 간단한 UI로 웹 서비스하는 과정을 간략히 따라해 본다. 이번 호의 내용은 로컬 LLM의 편한 개발을 지원하는 올라마(Ollama), LLM 프롬프트 엔지니어링 프레임워크인 랭체인(LangChain), 텍스트 임베딩 벡터 데이터베이스 크로마(Chroma), 손쉬운 웹 앱 개발 지원 도구인 스트림릿(Streamlit)을 사용한다. 이를 이용해 간단하게 BIM 전문 지식을 PDF로 학습한 챗봇을 개발한다.   그림 1. 로컬 호스트 LLM 챗봇 아키텍처   그림 2. 구현된 BIM 지식 챗봇 서비스   LLM에 관련된 깊은 내용은 다음의 링크를 참고한다. 이 글은 여러 참고 자료를 이용해 작성된 것이다. 상세 내용은 레퍼런스를 참고하기 바란다. Facebook LLAMA-2 paper : https://daddynkidsmakers.blogspot.com/2024/02/llama-2.html Facebook LLAMA-2 installation : https://daddynkidsmakers.blogspot.com/2023/09/llama2.html LLM은 빅테크 업체 간 경쟁이 심한 분야이다. 이와 관련해서 젬마(Gemma), MPT-7B과 같은 LLM 모델이 오픈소스로 공개되고 있어 선택지가 많아지고 있다. 이와 관련해서는 다음을 참고한다.  Google Gemma : https://github.com/google/gemma_pytorch Blooom : https://huggingface.co/bigscience/bloom   설치 설치를 위해서는 엔비디아 드라이버, CUDA, 텐서플로(TensorFlow), 파이토치(PyTorch) 등 기본 딥러닝 개발 환경이 설치되어 있어야 한다.(최소 구동을 위한 GPU RAM은 6GB이다.) TensorFlow 설치 : https://www.tensorflow.org/install/pip?hl=ko#windows-native_1 Start Locally | PyTorch 설치 : https://pytorch.org/get-started/locally/ 설치 순서는 다음과 같다.  1. 기본 패키지를 설치한다. LLM 모델 기반 서비스 개발 지원 라이브러리 랭체인, 웹 앱 UI 개발을 지원하는 스트림릿, 텍스트 임베딩 벡터 데이터베이스 크로마 DB 등을 설치한다. pip install langchain streamlit streamlit_chat pypdf fastembed chardet pip install chromadb==0.4.15   그림 3. 다양한 LLM 모델을 이용한 서비스 개발을 지원하는 랭체인 패키지   그림 4. 간단한 코드로 웹 앱 개발을 지원하는 UI 라이브러리 패키지 streamlit.io   혹은 pip와 유사한 패키지 설치 관리자인 poetry를 설치한 후, 다음 사용 패키지들을 pyproject.toml 이름으로 저장하고 설치한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
강태욱 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 697
캐디안 2024의 구성선 및 자유선 기능
새로워진 캐디안 2024 살펴보기 (4)   이번 호에서는 오토캐드와 양방향으로 호환되는 국산 CAD인 캐디안(CADian) 2024 버전에서 이용 가능한 몇가지 부가 기능들에 대해서 알아보겠다. 특히 캐디안 2022 버전부터 지원되던 구성선(cline)과 기본 기능 중 하나인 자유선(freehand) 기능을 알아보고, 그 활용 방법에 대해서 살펴보도록 하겠다.    ■ 최영석 캐디안 기술지원팀 부장으로 기술지원 업무 및 캐드 강의를 담당하고 있다. 이메일 | cad@cadian.com 홈페이지 | www.cadian.com 카페 | https://cafe.naver.com/ilovecadian   구성선(Cline) 구성선은 전면이나 측면도의 투영을 만들기 위해 빠른 제도 기술이 필요할 때 일반적으로 사용되는 특수한 유형의 무한선이다. 무한선과 유사하게 구성선은 주어진 점을 통과하는 선으로 3차원 공간에서 지정된 각도로 향하고 양방향으로 무한대로 확장된다. 구성선은 무한대로 확장되기 때문에 도면 범위의 일부로 계산되지 않는다. 구성선은 기본적으로 CLINE이라는 자체 레이어에 자동으로 그려진다. 이렇게 하면 구성선의 모양을 쉽게 변경할 수 있다. 색상, 투명도 등과 같은 레이어의 속성을 변경하기만 하면 된다. 또한 CLINELAYER 시스템 변수를 사용하여 구성선을 찾기 위해 다른 레이어를 지정할 수 있다.   1. 리본 메뉴에서 2D 그리기 → 구성선을 클릭하거나 또는 메뉴에서 그리기 → 구성선을 클릭한 뒤 세부항목 중에서 원하는 그리기 항목을 선택하거나, 명령창에 ‘cline’을 입력하여 구성선 그리기를 실행한다.      2. 구성선 그리기의 세부항목은 그림과 같이 준비되어 있다. 원하는 기능을 클릭하여 선택하거나 ‘cline’을 입력한 경우, 세부항목의 단축키(예 : 수평 구성선은 H)를 입력한다.     3. 수평, 수직, 수평 및 수직 구성성의 경우, 구성선의 위치를 마우스로 클릭하거나 키보드로 좌표를 입력하면 해당 위치에 하늘색의 구성선이 즉시 작도된다.     4. 각도 구성선의 경우, 명령창에 ‘각도 입력:’ 메시지가 표시될 때 각도를 입력(예 : 45)한 뒤 위치를 마우스로 클릭하거나 키보드로 좌표를 입력하면 해당 위치에 하늘색의 각도 구성선이 즉시 작도된다.        ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
최영석 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 613
아레스 커맨더의 사용자 인터페이스
데스크톱/모바일/클라우드를 지원하는 아레스 캐드 2024 (12)   DWG 호환 CAD 프로그램인 독일 그래버트(Graebert)의 ARES CAD는 PC 기반의 아레스 커맨더(ARES Commander), 모바일 기반의 아레스 터치(ARES Touch), 클라우드 기반의 아레스 쿠도(ARES Kudo) 모듈로 구성되어 있다. 이 세 가지 모듈은 상호간에 동기화되므로 이를 ‘삼위일체형(Trinity) CAD’라고 부른다. 이번 호에서는 오토캐드와 호환되는 데스크톱 PC 기반의 아레스 커맨더가 어떻게 오토캐드 사용자에게 친숙한 동시에 차별화되었는지를 중심으로, 아레스 커맨더의 사용자 인터페이스(UI)에 대해 소개한다.   ■ 천벼리 캐디안의 3D 솔루션 사업본부 대리로 기술 영업 업무를 담당하고 있다.  이메일 | ares@cadian.com 홈페이지 | www.arescad.kr 블로그 | https://blog.naver.com/graebert  유튜브 | www.youtube.com/GraebertTV   리본 인터페이스    그림 1. 아레스 커맨더의 그래픽 유저 인터페이스   아레스 커맨더와 오토캐드는 사용자가 필요한 기능을 빠르게 찾아낼 수 있도록 도구와 명령을 일련의 탭과 패널로 구성하는 리본 인터페이스를 사용한다. 이 리본 인터페이스로 작업의 속도와 효율을 크게 향상시킨다.   맞춤형 작업 공간    그림 2. 아레스 커맨더의 작업 공간   아레스 커맨더는 왼쪽 상단의 콤보 박스를 통해 작업 스타일에 맞게 작업 공간 간에 전환할 수 있는 기능을 제공한다.   그림 3. 클래식 작업 공간   드롭 다운 메뉴와 툴바로 작업하는 것을 선호한다면 클래식(Classic) 작업 공간을 선택할 수 있다.   명령 호환성   그림 4. 아레스 커맨더의 작업 공간   아레스 커맨더는 오토캐드 사용자가 쉽게 전환할 수 있도록 오토캐드의 명령과 시스템 변수를 지원한다. 별칭 시스템을 통해 오토캐드에서 익숙한 명령을 아레스 커맨더에서도 사용할 수 있다. 예를 들어, 오토캐드의 MTEXT 명령에 해당하는 아레스 커맨더의 NOTE 명령을 사용할 수 있는 기능을 포함한다.   ■ 참고 ‘별칭’이란 원래 이름이나 공식적인 명칭 대신에 사용되는 다른 이름을 의미한다. 예를 들어 소프트웨어에서는 특정 명령어나 함수에 대한 더 짧거나 기억하기 쉬운 이름을 제공하기 위해 별칭을 사용할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
천벼리 작성일 : 2024-04-01 조회수 : 610
크레오 파라메트릭 10.0의 시뮬레이션 기반 설계
제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 10.0 (10)   이번 호에서는 최신 앤시스(Ansys) 기술이 적용된 크레오 파라메트릭 10.0(Creo Parametric 10.0)의 시뮬레이션 기반 설계에 대하여 알아보자.   ■ 김성철 디지테크 기술지원팀의 이사로 Creo 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 이메일 | sckim@digiteki.com 홈페이지 | www.digiteki.com   크레오 파라메트릭 10.0은 설계 엔지니어가 좀 더 편리하게 활용할 수 있는 PTC와 앤시스의 최신 표준 시뮬레이션 기능이 포함되어 있다. 설계자는 시뮬레이션에 대한 전문가 수준의 지식이 없어도 친숙한 크레오 사용자 환경에서 실시간 시뮬레이션(CSL) 기능을 사용하여 제품 설계 초기에 시뮬레이션 기반 설계로 다양한 설계안을 빠르게 검토할 수 있다. 이후에는 세부 설계에서 앤시스 시뮬레이션(CAS)으로 좀 더 정확도 높은 시뮬레이션을 수행하여 설계의 문제 영역을 빠르게 분석하고 파악할 수 있다.   크레오 시뮬레이션 기능으로 제품 개발 초기에 시뮬레이션 기반 설계 크레오 파라메트릭 10.0에서 전기 모터 모델을 예로 초기 개념 설계 단계에서 실시간 시뮬레이션을 수행하여 다양한 설계를 빠르게 분석하고 최적의 설계안을 검토해 보자.     전기 모터의 하우징 모델에서 방열 조건을 개선하기 위해 몇 가지 유형의 아이디어가 모델에 적용되었다. 어떤 유형의 코일 설계가 가장 최적인지 실시간 시뮬레이션을 이용하여 빠르게 분석해 보자.   크레오 시뮬레이션 라이브(CSL)로 유체 시뮬레이션 검토 분석 모델을 열고 메뉴의 ‘라이브 시뮬레이션(Live Simulation)’에서 ‘유체 시뮬레이션 검토(Fluid Simulation Study)’를 선택한다.     유체 시뮬레이션을 위해 ‘유체 도메인(Fluid Domain)’에서 다양한 방법으로 내부/외부 유체 도메인을 빠르게 생성하거나 추출할 수 있다. ‘내부 볼륨(Internal Volume)’을 선택하여 하우징 내부의 코일 삽입 공간을 빠르게 추출한다.     유로의 입구와 배출구의 경계 서피스를 선택하면 닫힌 볼륨 영역을 자동 인식하여 빠르게 내부 볼륨을 추출하고 유체 도메인을 생성할 수 있다.     시뮬레이션 트리에서 생성된 유체 도메인을 확인하고 ‘재료 편집(Edit Materials)’에서 재료를 ‘WATER’로 지정한다.     ‘경계 조건(Boundary Conditions)’에서 ‘배출구 압력(Outlet Pressure)’을 선택하고, 추출된 유체 도메인에서 서피스를 지정한 후 배출구 압력 강도와 단위를 지정해 준다.     ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
김성철 작성일 : 2024-03-05 조회수 : 2130
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