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마이다스아이티, 최신 CAE 기술과 실무 역량 강화 위한 해석 세미나 진행

마이다스아이티는 4월 21일~22일 마이다스아이티 판교 본사에서 ‘CAE I/X DAY 2025’가 열린다고 밝혔다. 이번 행사는 CAE 핵심 이론과 실무 적용 사례를 공유하고, 실습을 통해 실무자들의 활용 능력을 높이기 위해 기획되었다. 행사 1일차인 4월 21일에는 CAE 분야의 현직 전문가들이 준비한 세션을 통해 최신 해석 기술을 소개하고 다양한 해석 사례를 공유할 예정이다. ▲CAE의 필요성 및 강성 평가 이해 ▲최적화 해석 개념과 사례 ▲열전달 개념과 방열 설계에 대한 이해 등 실무에서 자주 활용되는 핵심 이론과 사례가 집중적으로 다뤄져, 참석자들이 해석 기술의 기초를 다질 수 있도록 했다. 2일차인 4월 22일에는 마이다스아이티의 대표 CAE 제품을 활용한 실습 세션이 진행된다. ▲메시프리(MeshFree)를 활용한 구조 강성 평가 ▲NFX로 따라하는 혼합물 및 다상유동 해석 실습 등 실제 CAE 프로그램을 직접 다뤄보며 실무에서 활용할 수 있는 노하우를 습득할 수 있다. 마이다스아이티는 “이틀간의 프로그램을 통해 CAE 기술을 보다 효과적으로 활용하는 방법을 익힐 수 있다”면서, “현장 참석자에게는 200만 원 상당의 수강료가 전액 지원되며, 스페셜 디저트 및 고급 라운지 식사, 100% 당첨 현장 이벤트 기회가 제공될 예정”이라고 밝혔다. 이번 행사의 신청은 마이다스 MTS 홈페이지에서 접수할 수 있다.

작성일 : 2025-03-31

전자장비 방열을 위한 팬 단순화 원리와 해석 적용 방법

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례 전자장비에서 발생하는 열을 배출하기 위해서 팬(fan)은 중요한 역할을 한다. 특히 단위 부피당 발열량이 크고 부품 간의 공간이 넉넉치 않은 협소한 고집적 전자장비에서는 팬의 활용이 필수이다. 좁은 공간에서 자연대류에만 의존할 경우, 기류가 막혀 열이 정체되고 과열로 이어질 수 있다. 이 때 팬이 있으면 강제대류로 열전달 매커니즘을 바꾸어 주고, 히트싱크에서 핀의 간격이 좁은 경우에도 방열 효율을 크게 높일 수 있다. 팬이 포함된 해석을 하기 위해서는 어떠한 이슈가 있고, 이를 해결하기 위한 방법은 무엇이 있는지 이론적 내용과 함께 살펴보자. ■ 전상우 태성에스엔이 EBU-LF팀의 매니저로, 열유동 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr 그림 1. 단순화를 적용하지 않은 팬 팬의 단순화 일반적으로 생각하는 팬의 모습은 <그림 1>의 모습이다. 하지만 해석에 적용할 때는 블레이드의 모양을 있는 그대로 살려서 해석에 반영하기보다는, <그림 2>처럼 면으로 단순화하여 적용하는 경우가 대부분이다. 회전체 모사 방법으로 무빙 메시(moving mesh) 또는 MRF(moving reference frame)를 적용하는 방법도 있으나 이번 글에서는 논외로 한다. 팬을 원 모양의 2차원 면으로 단순화하면 얻을 수 있는 이점이 크다. 블레이드 형상의 특성 상 날개가 전체적으로 얇을 뿐만 아니라 끝단 부분은 더욱 뾰족한 모양이다. 이런 생김새는 요소의 종횡비를 크게 하고, 요소 품질이 떨어지거나 심할 경우 마이너스 볼륨 격자가 생성될 위험도 있어 사용자가 신경 써서 메시를 생성해야 한다. 최근에는 우수한 요소 생성 알고리즘 덕분에 자동 메시 생성으로 잘 해결되는 경우도 있으나, 요소 개수 및 해석 소요 시간 측면에서도 단순화하는 것이 압도적으로 유리하다. 그림 2. 팬의 단순화 적용 전(왼쪽)과 후(오른쪽) 형상의 단순화는 팬 뿐만 아니라 다른 상황에도 자주 사용된다. 스펀지처럼 구멍이 많은 다공성 매질이나 타공판이 겹겹이 쌓인 그릴에도 형상 단순화를 적용할 수 있다. 이는 유동 해석 관점에서는 유동 저항이 주된 관심사이기 때문에 가능하다. 국소적인 각각의 구멍에서 속도와 압력을 모두 정확히 구현하기보다는 시스템 레벨에서의 유동 양상을 알고 싶을 때는, 다공성 매질 전체에 대한 저항을 정의하면 구멍 모양을 모두 살리지 않은 육면체 또는 면으로 단순화할 수 있다. 팬의 단순화 원리 제법 복잡하게 생긴 팬을 어떻게 2차원 동그라미 하나로 대체할 수 있는 것인지, 그 원리를 조금 더 자세히 알아보자. 유체는 진행 경로에 따라서 점점 압력이 떨어진다. 점점 떨어지다가 팬을 만나면 압력이 다시 올라간다. 팬은 유동 경로의 중간에서 승압 효과를 내는 것이다. 유체가 팬을 지나기 직전의 압력과 지나간 직후의 압력의 차이를 알 수 있다면, 해석 상에서 팬의 영향을 그래프 하나로 대체할 수 있다. 그림 3. 팬에 의한 승압 효과 유동 해석을 하면 결국 풀고자 하는 변수는 해석 영역 내부 각 위치에서의 속도와 압력이다. 따라서 팬에 의해서 압력이 어떻게 변하는지를 미리 알 수 있다면, 즉 유체가 팬을 통과하기 전과 통과한 이후의 압력차를 알 수 있다면, 그리고 이를 해석에 반영한다면 팬의 모양 자체는 중요하지 않게 된다. 이는 팬이 포함된 시스템 전체의 유동 양상이 중요한 경우에 적절하다. 만약 시스템 전체의 유동 양상을 알고자 하는 것이 아니라, 블레이드의 모양이나 종류에 따른 팬 자체의 성능 테스트를 할 때는 단순화를 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 때는 블레이드의 모양이나 rpm 등에 따라서 차압이 달라질 것이기 때문에, 무빙 메시 또는 MRF 방법을 적용한 해석이 필요하다. 그림 4. 팬 성능 테스트 해석 형상 ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2025-03-06

시메릭스MP의 해석 과정 소개

초보자에서 전문가까지 만족시키는 유동 해석 프로그램 시메릭스MP 시메릭스MP(SimericsMP)는 FVM 기반의 유동 해석 프로그램으로 cartesian 격자를 이용하여 정확하고 빠른 격자 생성 시간, MGI(mismatched grid interface)를 이용한 인터페이스 면 처리, 그리드 디포메이션(grid deformation)을 통한 고체의 움직임 모사 등의 특징을 가지고 있다. 그리고 널리 사용되는 CAD 프로그램에 애드인(add-in)되어 있어, CFD를 많이 접하지 않은 초보자부터 유동 해석을 전문으로 하는 엔지니어까지 넓은 범위를 만족시킬 수 있는 유동 해석 프로그램이다. ■ 자료 제공 : 케이더블유티솔루션, www.kwtsolution.com 프로그램 구성 시메릭스MP 유동 해석 프로그램은 기능에 따라 다양하게 구성되어 있어 사용자가 사용 범위에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 시메릭스MP : 기본 유동 해석 프로그램 시메릭스MP+ : 용적식 펌프를 전문으로 해석하는 유동 해석 프로그램 CAD 애드인 : 다양한 CAD 프로그램 내에서 직접 시메릭스MP 구동 시메릭스MP는 다양한 유동 해석에 적합하다. 기본적인 유동, 열전달, 캐비테이션 등을 쉽게 해석할 수 있으며 복잡한 형상의 유동 해석에 적합하다. 시메릭스MP+는 시메릭스MP에 다양한 템플릿(template)을 적용하여 용적식 펌프 해석, Marine을 통한 선박 해석 등 특수한 목적의 유동 해석에 적합하다. 예를 들면 <그림 1>과 같이 체적을 변형시켜 유동을 발생시키는 다양한 용적식 펌프의 경우, 격자의 생성과 체적의 변형 그리고 움직임에 대한 경계 조건 생성 등이 매우 복잡하고 어려운 것이 현실이다. 하지만 시메릭스MP+의 템플릿은 정지한 부분과 움직이는 부분의 경계 조건과 펌프 내부의 격자를 자동으로 생성해 주어 빠른 세팅을 가능하게 해 준다. 그림 1. 용적식 펌프 해석 예제 마지막으로 시메릭스MP는 다양한 CAD 프로그램에 포함되어 있다. NX, 크레오(Creo), 그리고 라이노(Rhinoceros) 등에 포함되어 있다. CAD 프로그램에 포함되어 있기 때문에 익숙한 GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 화면에서 해석이 가능하며, 해석에 익숙하지 않은 설계 엔지니어가 CFD를 시작할 때 유용하다. 프로그램 특징 시메릭스MP 프로그램의 특징은 다음과 같이 정리할 수 있다. 빠른 격자 생성 MGI 정확한 Cavitation 모듈 시스템 전체 해석 빠른 격자 생성 <그림 2>는 자동차 전체와 엔진 내부의 격자 형태를 보여주고 있다. 자동차 전체 내부 격자를 생성하는 시간은 일반 PC에서 1시간 30분 정도로 짧은 시간에 가능하다. 이렇게 짧은 시간에 격자 생성이 가능한 이유는 격자의 밀집을 위한 조건 설정이 간단하고 바이너리 트리(binary tree) 형식을 이용하여 직교형 격자를 빠르게 생성하기 때문이다. 그리고 격자를 만든 후 벽면 부분을 잘라내기 때문에, 아무리 좁은 격자의 틈이라도 격자 생성이 어려운 복잡한 고체의 형상에도 격자를 빠르게 만들 수 있다. 그림 2. 시메릭스MP를 이용한 자동차 내부 격자 생성 MGI(mismatched grid interface) 다른 유동 해석 프로그램은 두 개의 다른 볼륨(volume)이 연결되어 격자를 이동시키며 해석하거나 다른 이종 격자를 통해 접합되어 있는 경우, 일반적으로 두 볼륨이 접합한 경계 면에서 양해적 방법(explicit method)으로 속도, 밀도 등의 물리량을 구하기 때문에 질량과 운동량이 보존되지 않아 수렴성이 나빠지고 결과의 정확도가 낮아지게 된다. 하지만 시메릭스MP는 두 볼륨의 접합면에서 매 반복(iteration)마다 접합면의 단면적을 계산하고 질량과 운동량 flux를 음해적 방법(implicit method)를 통해 정확히 계산하기 때문에, 수렴성과 정확도가 향상된다. 특히 유량의 변화를 정확히 해석해야 하는 경우 경계면에서의 양해적 방법(explicit method)으로 인한 에러를 최소화할 수 있다. ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2025-01-06

[세이플랜트 교육안내] 발전소 운전 및 효율 향상을 위한 디지털트윈 시뮬레이션 교육 과정 - 2024년 12월 11일(수) ~ 13일(금)

세이플랜트에서는 발전플랜트의 제어가능 효율손실, 최적운전, 문제발견 능력을 향상할 수 있도록 실습 위주의 교육을 실시하고 있습니다. 본 과정은 발전 전용 Simulator인 PEPSE를 사용하여 Heat Balance Diagram과 장치 (예, 가스/스팀 터빈, 보일러, 급수가열기, 열교환기, 밸브, 펌프, 혼합기, 분리기 등)들로 발전플랜트를 모사하고, 효율에 영향을 주는 변수를 이해하며 통합 플랜트에 대한 성능 평가 및 효율 개선을 위한 설계 능력을 향상할 수 있습니다. 또한 실제 공정을 모사한 OTS (Operator Training Simulator)를 통해 발전플랜트 공정 운전 및 운전 과정을 이해하고, 이를 바탕으로 설계 능력을 향상할 수 있는 교육을 실시합니다. 교육 목적 시뮬레이터를 통한 발전소 운전 원리 학습 발전플랜트의 모사 과정을 통하여 효율과 Trouble 관련 인자에 대한 전문성 향상 교육 내용 PEPSE 사용법과 주요 기능 활용사례 성능감시와 열평형 분석 개요 열역학, 유체역학, 열전달 기초 발전플랜트 Simulation 모델 구축 운전조건 조정에 따른 최적 열효율 계산 발전소 출력 증강에 대한 타당성 분석 Simulation 모델의 활용 사례 PEPSE의 활용 발전소 열평형분석, 최적 효율 관리 초기 설계/재설계, 개조 공급사 Claim/설계 평가 인수 / 주기적 성능 테스트 일일 운전 평가 고장 원인 진단, 미래 성능 예측 제어 가능 변수 확인 (최적화 Study) 효율 영향 인자 평가 (민감도 Study) Heat Rate와 부하의 편차, 열소비율 결정 실습 장비 PEPSE(Performance Evaluation of Power System Efficiencies) OTS (Operator Training Simulator) 교육일정(3일 과정) 2024년 12월 11일(수) ~ 13일(금) 상세 내용 - 웹사이트 참고 교육장소 세이플랜트 교육센터 (서울 문정동) 교육신청 박재석 대리 (010-3587-6896) , jspark@sayplant.com 교육비 : 880,000원 (부가세 포함) 교육 신청 후 추후 연락(카드 결제 X, 전자세금계산서 발행)

작성일 : 2024-11-19

2023년 기계·로봇연구정보센터 연감

2023년 기계·로봇연구정보센터 연감 [1] 분야별 연구동향 1) ICRA 2023 논문을 통해 본 로봇분야 연구동향 1 2) Journal of Fluids Engineering 논문을 통해 본 유체공학 분야 최근 연구동향 26 [2] 기계·로봇 연구동향 1) 키리가미 구조를 이용한 스트레처블 에너지 하베스터 / 송지현 교수(단국대 기계공학과) 48 2) 대한민국 우주발사체 개발의 메카 나로우주센터의 추진기관 시험설비 / 김채형 박사(한국항공우주연구원) 57 3) 3D 프린팅 기술을 사용한 우주 발사체 개발 동향 / 김채형 박사(한국항공우주연구원) 62 4) 기계 상호작용에 따른 신경계 질환 후 운동제어(근육 간 협응)의 차이 / 박정호 박사(한국과학기술원) 68 5) 롤투롤 (Roll-to-Roll) 연속생산제조시스템 정밀 웹 이송 및 디지털 트윈 핵심기술개발 / 김재영 박사(한국기계연구원) 76 6) 운동 기능 향상을 위한 근육 간 협응 기반 훈련 및 관련 기계 기술 / 박정호 박사(한국과학기술원) 81 7) 로봇을 이용한 뇌성마비 환자의 재활 연구 / 강지연 교수(GIST융합기술원) 89 8) 임상 검진의 신뢰도 향상을 위한 기계 및 인공지능 기술의 활용 / 박정호 박사(한국과학기술원) 94 9) 재사용 우주 발사체 개발 동향 / 김채형 박사(한국항공우주연구원) 101 10) 빛에서 찾는 감아차기 슛, 광스핀홀 효과의 기초와 연구 동향 / 김민경 교수(GIST 기계공학부) 106 11) 소프트 로봇의 웨어러블에서의 적용 / 정화영 박사 (KAIST 기계공학과 생체기계연구실) 113 12) 반도체 패턴 웨이퍼 전면적 계측검사를 위한 분광 타원계측기술의 패러다임 변화 / 황국현박사(전북대학교) 120 13) 종이접기 트랜스포머블 휠 프로젝트 / 이대영 교수(KAIST 항공우주공학과) 130 14) 랜드마크를 활용한 차량 위치 추정 / 김주희 교수(창원대학교 로봇제어계측공학전공) 135 15) 스마트미터링을 이용한 지역난방 온수 사용량 분석 / 임태수 교수(한국폴리텍대학 기계시스템과) 143 16) 열화학 열저장의 개념 및 TCM 반복 실험을 위한 장치 설계 / 임태수 교수(한국폴리텍대학 기계시스템과) 150 17) 소형 발사체 시장 변화와 개발 동향 / 김채형 박사(한국항공우주연구원) 156 18) 발사체 상단 엔진 개발 동향 / 김채형 박사(한국항공우주연구원) 162 [3] M-Terview 1) 원자력 안전안보 연계를 위한 원전 통합 관리 연구 / 임만성 교수(KAIST 원자력 및 양자공학과) 168 2) 투명 마찰전기 나노발전기와 태양광 발전소자와의 집적 / 조대현 교수(경상국립대학교 메카트로닉스공학부) 176 3) 정적응축 축소기저요소법을 사용한 신속 정확한 대규모 구조 해석 / 이경훈 교수(부산대학교 항공우주공학과) 180 4) 자기장 구동 및 초음파 통합시스템 / 박석호 교수(DGIST 로봇 및 기계전자공학과) 185 5) 폐기물 열적변환기술을 통한 재활용 기술 연구 / 남형석 교수(경북대학교 기계공학부) 192 6) 국제 4족 로봇 자율보행 경진대회 우승, 보행로봇의 자율이동 기술 연구 / 명현 교수(KAIST 전기 및 전자공학부) 198 7) 미래 기술을 향한 도전, 가스터빈/스텔스 원천기술 국산화에 기여 / 조형희 교수(연세대학교 기계공학부) 205 8) 제어공학을 통해 보는 새로운 메커니즘의 개발과 모션의 구현 / 오세훈 교수(DGIST 로봇 및 기계전자공학과) 214 9) 다양한 환경에서의 로봇의 매니퓰레이션 및 모션 제어 연구 / 황면중 교수(서울시립대 기계정보공학과) 220 [4] 스페셜 인터뷰 1) 유연 압전 물질 기반의 생체신호측정 센서 제작 및 특성 평가 / 이건재 교수(KAIST 신소재공학과) 229 2) 차세대 디스플레이 및 반도체용 전자 소자, Oxide TFT / 박상희 교수(KAIST 신소재공학과) 239 [5] 신진연구자 인터뷰 1) 열전 효율과 신축성 동시 향상을 위한 소재 및 소자 연구 / 장두준 박사 (KIST 소프트융합소재연구센터) 243 2) 소프트 다공성 물질 연구 / 정소현 교수 (서울대학교 미래인재 교육연구단) 250 3) 마이크로/나노 소재 조립을 위한 본딩 및 디본딩 공정 연구 / 강수민 박사(한국기계연구원) 255 4) 융복합적인 신뢰성 평가 연구 / 이용석 교수(명지대 기계공학과/반도체공학과) 261 5) 수소에너지 기기용 박막 전극의 기계적 신뢰성 / 표재범 교수(공주대 기계자동차공학부) 267 6) 미세유체를 이용한 자유롭게 변형하는 모핑 시스템 / 하종현 교수(아주대 기계공학과) 272 7) 웨어러블 열적 전자 피부 연구 / 이진우 교수(동국대 기계로봇에너지공학과) 277 8) 수술로봇 및 정밀조작 연구 / 황민호 교수(DGIST 로봇및기계전자공학과) 282 9) 족형 로봇의 자율 운용을 위한 기초 연구 / 이인호 교수(부산대 전자공학과) 286 10) 금속 3D 프린팅 기술의 공정 모니터링 및 제어 연구 / 정지훈 박사(Northwestern University 기계공학과) 291 11) 재생에너지 기반의 새로운 에너지 시스템 연구 개발 / 최원재 교수(이화여자대 휴먼기계바이오공학부) 295 12) 인간중심 인터랙티브 기술 연구 / 윤상호 교수(KAIST 문화기술대학원) 300 13) 극한 열전달 냉각기술 및 열메타물질 / 이남규 교수(연세대학교 기계공학부) 304 14) 유연하고 자율적인 제조를 위한 스마트 팩토리 / 윤희택 교수(KAIST 기계공학과) 312 15) 고해상도 실시간 3D 복원기술을 위한 스캐닝 시스템 개발 연구 / 현재상 교수(연세대학교 기계공학부) 316 16) 항공용/발전용 가스터빈 고온부품 열설계 원천기술 연구 / 방민호(인천대학교 기계공학과) 321 [6] 2023 학술행사 참관기 1) 하노버메세 (Hannover Messe) 2023 산업박람회 참가기 328 2) International Symposium on Special Topics in Chemical Propulsion-13 (ISICP-13) 참관기 334 3) HPC 2023 (14th IEA Heat Pump Conference 2023) 학술대회 참관기 340 [7] 생활 속의 공학이야기 1) 적층형 3차원 메타 물질 제작 345 2) 3차원 메타 물질 제작을 위한 공정 기술 중 정렬 마크 디자인 345 3) 3차원 메타 물질 제작을 위한 공정 기술 중 스테이지 정렬 오차 보정 346 4) 3차원 나노공정법을 이용한 메타 물질 제작 348 5) 커피 잔을 들고 걸을 때 커피를 쏟는 이유 349 6) 스트레처블 디바이스(Stretchable devices)의 기술동향 352 7) 융복합적 연구의 신축성 디바이스(Stretchable devices) 359 8) 스트레처블 디바이스(Stretchable devices)에 담긴 기계공학 364 9) 오레오 크림을 반으로 나누는 방법 371

작성일 : 2024-11-05

Step1 SOLIDWORKS Simulation(기계설계기사해석)

문석봉 지음 / 2만 5000원 / 청담북스 이 책은 제조업 프로세스에서 요구되는 정적구조해석의 기반을 다질 수 있도록 기획됐다. ▲사각중공판을 통해 구조해석, 열전달, 열응력, 모달해석의 기본적인 사용방법 습득 ▲ 기계설계기사 실기에서 출제된 유형을 활용하여 구조해석, 열전달, 열응력, 모달해석 연습 ▲ 조립품으로 구성된 실제 해석 경험 등의 내용을 담았다. 솔리드웍스를 연습하는데 무리가 없도록 상세한 이미지와 설명을 수록했으며, 과제를 통해 예제의 목적을 확인하고, 작성하고, 모범 결과와 비교하도록 가이드를 제공한다. 또한 실습 파일과 결과 파일이 따로 구분되어 있어서 미흡한 부분을 스스로 체크할 수 있다. 솔리드웍스 모델링과 도면에 대한 기초 지식이 없어도 따라하기에 무리가 없도록 구성됐으며, 2022년 버전에서 작업한 실습 파일은 중립 파일로 솔리드웍스 버전에 관계 없이 사용 가능하다.

작성일 : 2024-08-27

[무료다운로드] 맥스웰 및 모터캐드의 신규 연성 해석 기능

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례 맥스웰(Ansys Maxwell)과 모터캐드(Ansys Motor-CAD)는 모터의 전자기장 해석에 자주 쓰이는 소프트웨어이다. 이번 호에서는 맥스웰과 모터캐드의 연성해석에 대해 2024년도 업그레이드 내용을 소개하겠다. ■ 이상현 태성에스엔이 EBU-LF팀의 매니저로 전자기장 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr 맥스웰과 모터캐드의 비교 소개 맥스웰은 유한요소해석으로 전기기기, 전력소자, 전자기기, 케이블, 버스바(busbar) 등의 전자기장 해석 솔루션을 제공한다. 모터캐드는 모터 설계를 위한 다양한 솔루션을 제공하며 전문적인 사용자 인터페이스를 갖추고 있다. <그림 1>은 앤시스 제품을 이용한 모터의 해석 흐름을 보여준다. 모터캐드는 물리 기반의 전문 솔루션으로, 해석을 진행하기 이전에 모터의 개념 설계(concept design)에 사용하는 것을 추천한다. 다중물리 솔루션과 열전달 솔루션의 시너지 효과와 함께 모터의 성능을 정확하고 빠르게 예측할 수 있다. 그리고 앤시스의 모터캐드와 맥스웰 해석을 이용하여 모터 설계 환경 구축 및 전자기 특성 개선을 할 수 있다. 그리고 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)과 CFD를 이용하여 진동/소음, 응력, 방열 해석 등을 할 수 있고, 이는 시스템 전체 검증 및 통합 환경에 적용시킬 수 있다. 그림 1. 앤시스 제품을 이용한 모터 해석 흐름 맥스웰과 모터캐드는 모터의 전자기장 해석을 할 수 있다는 공통점이 있다. 차이점은 맥스웰은 전자기장 해석만 가능하고 모터캐드는 전자기장과 열, 구조 해석이 가능하여 다물리장을 고려한 모터 성능 예측이 가능하다. 그리고 맥스웰은 자유로운 모델링으로 모터뿐만 아니라 변압기, 인덕터, 센서, 액추에이터, 배터리 등의 다양한 제품을 해석할 수 있지만 모터캐드는 회전기기만 해석 가능하다. 추가로 모터캐드는 2D 기반의 형상을 지원하기 때문에 Radial Flux 모터만 해석이 가능하고 AFPM과 같은 Axial Flux 모터는 지원하지 않는다. 맥스웰은 2D, 3D 해석이 가능하기 때문에 모든 형태의 모터 해석이 가능하다. 대신에 모터캐드는 유한요소해석을 위한 세팅이 맥스웰에 비해서 자동으로 되어 있는 것이 많아서, 사용하기가 간편하고 해석 시간도 빠르다는 장점이 있다. 앤시스 모터캐드 2024의 업그레이드 내용 2024 업그레이드의 주된 내용은 모터 디자인과 해석 정확도, 해석 시간 단축이다. 디자인 부분에서는 파이썬(Python)을 이용하여 기존에 정해져 있던 형상을 사용자가 좀 더 자유롭게 변경 가능하고 회전자에 방사 방향으로 오일 스프레이 쿨링이 추가되었다. 해석 정확도 부분에서는 맥스웰의 자기장 해석 결과를 모터캐드의 랩 모듈(Lab Module)로 불러와서 효율맵 해석이 가능해졌다. 이 기능은 영구자석형 모터와 권선계자형 모터, SynRM 이 세 가지 모터만 현재까지 가능하다. 그리고 모달(Modal) 해석에서 강성, 고유 진동수, 댐핑 계수의 값을 튜닝할 수 있게 추가되어 실제 측정 데이터나 다른 해석 결과 데이터를 기반으로 튜닝할 수 있다. 마지막으로 해석 속도를 더 증가시키고자 멀티스레딩(multi-threading) 설정이 랩 모듈에도 추가되었다. 이 기능은 Emag 모듈에만 있었는데 랩 모듈에도 추가되면서 효율맵을 만들 때 좀 더 빠르게 계산이 가능하다. 맥스웰이나 앤시스의 다른 툴은 멀티 코어 해석 시 따로 HPC 라이선스가 필요하지만, 모터캐드는 기본으로 사용 가능하다. Thermal Transient 해석 솔버도 알고리즘을 업데이트하여 기본적인 해석 속도가 향상되었다. 이번 호에서는 해석 정확도에서 맥스웰과 모터캐드 연성해석 부분을 다룬다. <그림 2>는 모터캐드와 맥스웰의 연성해석으로 효율맵을 출력하는 흐름을 나타낸다. 가장 먼저 맥스웰에서 모터(Motor) 해석이 가능한 디자인을 먼저 만들어 놓고, 모터캐드에서 맥스웰 파일을 불러온다. 불러온 후 몇 가지 세팅을 한 다음에 ‘Build Model’을 누르면 자동으로 맥스웰 파일이 실행되면서 변수화 해석을 진행하게 된다. 변수화 해석이 종료되면 맥스웰 결과 데이터를 모터캐드로 자동으로 불러와서 효율맵을 출력해준다. 그림 2. 모터캐드와 맥스웰 연성해석 흐름 ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

작성일 : 2024-08-05

[CAE 세미나]4시간에 CAE 기본기 하루 완성- 유동, 구조, 전자기장 핵심이론, CAE 동향

#태성에스엔이 #CAE교육 #유동, 구조, 전자기장 이론 단 4시간에 CAE 기본기 완성! 유동, 구조, 전자기장 핵심이론과 AI 시대의 CAE 동향까지 만나보세요 이 내용이 보이지 않으신다면 여기를 눌러주세요! 왜 기본기가 중요할까요? 35년 이상 전통을 가진 태성에스엔이에서 오랜 노하우를 녹여 해석의 기본기를 다질 수 있는 세미나를 준비했습니다. 태성에스엔이의 CAE Academy 교육 중 가장 인기 많은 강좌를 아시나요? 바로 기본 교육 입니다. 예비 엔지니어도, 신입 엔지니어도, 10년 이상 경력직 엔지니어도 해석의 기본에 대한 니즈가 있더라고요. 단 4시간에 유동/구조/전자기장 해석의 기본기를 복기하고 싶다면 꼭 참석하세요. CAE에 대한 관심과 레벨업을 위한 갈증이 있으신 분이라면 모두 환영합니다! AI의 시대, 기본만 다루냐구요? AI와 Ansys 유동/구조/전자기장 해석을 접목시켜 새로운 해석을 만들어내는 방법부터 해석의 기본 이론과 실제 현업에서 사용되고 있는 기술사례까지! 엔지니어가 가장 궁금해 하는 내용을 그야말로 All-in-One 코스로 준비했습니다. 국내 유일, 최고 등급 [Ansys Apex Channel Partner] 태성에스엔이가 하루완성 CAE : 유동해석, 구조해석, 전자기장 해석의 기본기 다지기 프로젝트를 시작합니다. ✔️#세미나별 #핵심 키워드 유동해석 : 6월 12일(수) #실내유동 #열전달 #공력해석 #Meshing #다상유동 #운동해석 #AI와 CFD 동향 구조해석 : 7월 4일(목) #재료 비선형 #진동해석 #피로수명 #해석 실무사례 #설계 #AI와 구조해석 동향 전자기장해석 : 7월 25일(목) #EMI·EMC #모터전자장 #SI·PI·EMC #변압기 #안테나 #방열해석 #AI접목 세미나 장소 : 포스코타워 역삼 3F 이벤트홀 *위 내용은 내부 사정에 따라 변경될 수 있으니 자세한 사항은 홈페이지에서 확인하세요!

작성일 : 2024-06-05

[무료다운로드] 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.

작성일 : 2024-04-01

열 유동 & 전달 해석, THERMAL DESKTOP

열 유동 & 전달 해석, THERMAL DESKTOP ■ 개발 : C&R, www.crtech.com ■ 자료 제공 : 에이블맥스, 02-539-5212, www.ablemax.co.kr THERMAL DESKTOP(써멀 데스크톱)은 전도/대류/복사 열전달 및 열유동 해석을 위한 소프트웨어이다. NASA 코드를 기반으로 한 1D 유체 해석 및 3D 열 해석을 지원하며 인공위성 궤도 열해석, 상변화를 고려한 극저온 유체해석 등이 가능하다. NIST REFPROP을 소스로 하는 유체 데이터베이스를 지원하며, 단열재의 single/multi-layer 모델링을 지원한다. 또한 Heater 제어도 가능하다. 좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기

작성일 : 2024-01-07