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.

한국에이브이엘은 지난 2월 22일 ‘미래 모빌리티를 위한 AVL의 최신 시뮬레이션 트렌드 및 개발 방법론’을 주제로 버추얼 콘퍼런스를 개최했다고 밝혔다. 비대면으로 진행된 한국에이브이엘 2024 버추얼 콘퍼런스에는 다양한 산업 분야 관계자 약350여 명이 참여했다. 특히, 배터리, 전동화 구동 시스템, 배출가스 규제 대응, 자율 주행 등에 관련된 다양한 미래 모빌리티 개발 도전과제를 위한 AVL의 최신 시뮬레이션 및 소프트웨어 활용 방안과 더불어 모빌리티 개발의 패러다임을 변화시킬 수 있는 방법인 SDV(Software Defined Vehicle)를 위한 데브옵스(DevOps) 솔루션을 소개하고자 마련됐다. 이번 한국에이브이엘의 온라인 콘퍼런스는 총 8개의 기조연설 및 기술 세션으로 구성되었으며, 끊임없이 빠르게 변화하는 모빌리티 패러다임 속 자율주행·커넥티비티·전동화·공유화를 위한 소프트웨어 역량 확보의 중요성이 어느 때보다 커지고 있는 만큼 고객이 보다 실질적이고 구체적인 방안을 마련할 수 있도록 독려하는데 목적을 뒀다.     이번 AVL의 최신 시뮬레이션 트렌드 및 개발 방법론 콘퍼런스는 한국에이브이엘 시뮬레이션 및 ADAS/AD 사업부 심재영 상무의 ‘버추얼 트윈(Virtual Twin) : 지속가능한 모빌리티의 시작’을 주제로 한 기조연설이 진행됐다. 이어 한국에이브이엘의 분야별 전문가들이 배터리, 인공지능 기반의 EDU 개발 최적화, E-Motor 열관리 시뮬레이션 방법론, 변속기 오일 분포 및 손실 예측 방안, ADAS/AD를 위한 가상 시나리오 기반 안전성 평가, 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 등 최신 모빌리티 트렌드와 미래 청사진을 공유했다. 이번 콘퍼런스의 진행을 맡은 한국에이브이엘 시뮬레이션 및 ADAS/AD 사업부 심재영 상무는 “AVL은 지난 70여년 동안 엔진을 비롯한 파워트레인의 개발과 관련 솔루션을 제공해왔을 뿐 아니라, 지금은 전세계적으로 1500여명의 엔지니어 인력을 통해 자율주행, 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 커넥티비티, SDV, 사이버보안 등 모빌리티 전방위 영역에서의 소프트웨어 및 솔루션 개발을 및 개발 프로세스에 대한 도움을 주고 있다”면서, “특히 이번 콘퍼런스를 통해 ‘소프트웨어로 정의하는 자동차로의 전환’ 과제에 당면한 엔지니어의 부담을 덜기 위한 국제 표준 준수 기반의 AVL 소프트웨어 및 시뮬레이션에 대한 발표가 도움이 되었기를 바란다”고 전했다.

멀티피직스 해석, 전기전자 해석, 플라스마 해석, VizGlow   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Esgee Technologies, www.esgeetech.com ■ 자료 제공 : 경원테크, 031-706-2886, www.kw-tech.com VizGlow는 비평형 플라스마 해석을 위한 소프트웨어이다. VizGlow는 전자기장, 유동, 파티클 등의 여러 해석 모듈을 사용하여 복잡한 다중물리(Multiphysics) 문제에 대해 다양한 방법의 해결방법을 제공한다. VizGlow는 수십 mTorr의 저압 영역에서부터 대기압 부근, 고압 스트리머까지 다양한 범위의 압력 영역에서의 플라스마 현상을 해석하는데 사용할 수 있다. VizGlow는 완전한 병렬 연산 모듈을 제공하여 복잡한 형상의 3D 모델 플라스마 해석에도 사용될 수 있다. 1. 제품의 주요 특징 (1) 1-D/2-D/3-D 비평형 플라스마 해석 제공 (2) 완전한 병렬 연산(MPI Parallel) 모듈 제공 (3) 정렬/비정렬 혼합 격자(Mesh) 작성 모듈 제공 (4) 복잡한 격자(Mesh)에서의 가속화된 강력한 솔버 제공 (5) 통합 개발 환경 GUI 제공 (6) 다양한 조건에 따른 플라스마 계산 옵션 제공 1) Self-consistent/quasi-neutral 2) Multi-species, Multi-temperature formulation (7) 공정용 화학반응 데이터 다수 구축 (8) 표면 화학반응인 식각(etching), 증착(Deposition) 제공 (9) 광범위한 압력 영역에서 플라스마 해석(수 mTorr~수 atm) (10) 전자기장, 유동, 파티클 등의 모델이 결합된 다중물리(Multiphysics) 해석 (11) 표면에서의 이온 에너지 및 입사각 분포 확인 기능 (12) 외부 회로 모델(전원 및 전압 제어) 2. 주요 활용 분야 (1) 반도체 비평형 플라스마 해석 툴인 VizGlow를 사용하여 반도체 장비 및 집적회로(IC) 제조 산업의 장비를 분석하고 공정을 개선하며 새로운 장비를 개발하는 업무에 VizGlow를 활용할 수 있다. IC 제조업체는 VizGlow를 사용하여 제조 프로세스를 최적화하고, 프로세스 이상을 식별 및 수정하여 필요에 따라 새로운 장비를 설계할 수 있다. (2) 디스플레이/태양전지 디스플레이/태양전지 분야에서는 VizGlow, VizGrain 등을 사용하여 전자기학, 유체흐름, 입자모델링 등을 해석할 수 있다. 이 분야에서는 기존 장비 설계를 분석하고 공정의 균일성, 필름 품질 등을 개선하고 새로운 장비 개념을 개발하는데 VizGlow, VizGrain 등을 활용할 수 있다. 최근 대형화되는 디스플레이/태양전지 분야의 플라스마 해석에 대응하기 위해, VizGlow에서 제공하는 병렬 연산 모듈을 활용하는 것은 신제품 개발에 커다란 이점이 될 것이다. (3) 자동차 자동차 분야에서는 비평형 플라스마, 열 플라스마, 전자기학, 연소 및 열 반응 등의 분야를 활용할 수 있다. VizGlow, VizSpark 등의 도구를 사용하여 현재 점화장치의 설계 점검 및 차세대 점화장치 설계 등에 활용할 수 있다. (4) 항공우주 항공우주 해석에는 다양한 물리 현상에 대한 해석이 필요하다. VizGlow 시뮬레이션은 이러한 다양한 물리 현상을 다각도로 해석할 수 있는 여러가지 도구를 제공하고 있다. VizFlow를 통해 외부 기류 해석, VizGrain을 통한 희박기체 거동 해석 및 Charge-up 해석, VizGlow/VizSpark를 통한 추진기 해석 등 다양한 각도의 해석을 지원한다. 3. 주요 고객 사이트 ■ 삼성전자, SK hynix, 명지대학교, 충북대학교 등  

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례   이번 호에서는 국제 조명 위원회(CIE)의 CIE 171:2006 테스트를 거쳐 광학 모델링 소프트웨어로서 정확성을 인증받은 앤시스 스페오스(Ansys Speos)를 활용하여, 최근 자동차 램프에 많이 적용되고 있는 라이트 가이드(light guide)의 설계 방법 및 해석 방법에 대하여 소개하고자 한다.   ■ 최낙정 태성에스엔이 SBU팀 매니저로 광학 프로그램에 대한 기술 지원을 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   앤시스 스페오스 소개 앤시스 스페오스(Ansys Speos)는 자동차, 전자 제품, 조명, 레이저 및 머신 비전, 항공 우주, 생물 의학 연구 분야의 글로벌 기업이 사용하는 광학 시스템 최적화 및 검증을 위한 전문 해석 솔루션이다. 광학 부품의 정밀한 해석을 위해 인간의 시각 능력을 반영하여 해석 및 다양한 분석 기능을 제공하며, 광 성능 분석에 기본이 되는 광도, 조도, 휘도 분석 이외에도 색상, 재료, 질감, 눈부심 효과 등이 고려된 가시성 분석이 가능하다.   ▲ 앤시스 스페오스를 통해 해석된 자동차 점등 이미지   또한, OPD(Optical Part Desing) 기능을 활용하여 라이트 가이드, 프리폼 렌즈(freeform lens) 등 다양한 형태의 렌즈를 손쉽게 설계하고, GPU를 사용한 시뮬레이션이 가능하기 때문에 설계부터 해석까지 시간과 비용을 절감할 수 있다.   ▲ 앤시스 스페오스에서 제공하는 다양한 OPD 기능   라이트 가이드란 라이트 가이드(light guide)는 기본적으로 사용자가 원하는 목표 지점까지 광손실을 최소화하여 빛을 보내기 위한 광학 구조물이다. 램버시안 분포로 나오는 빛을 믹싱(mixing)하여 균일하게 만들어 주는 역할을 하기도 하고, 사용자의 목적에 따라 프리즘 옵틱을 적용하여 광원부를 노출시키지 않고 사용자가 원하는 빔 패턴을 만들 수 있어 심미성과 성능을 모두 확보해야 할 때 많이 사용되고 있다.   ▲ 자동차 DRL(Daytime Running Lamp)에 적용된 라이트 가이드   라이트 가이드의 설계 과정 앤시스 스페오스를 활용하면 라이트 가이드를 손쉽게 설계할 수 있다. 기본적으로 라이트 가이드를 생성하기 위해서는 형상 프로파일(profile)과 가이드 커브(guide curve)를 정의해야 한다. 해당 인자를 통해서 원하는 형상으로 라이트 가이드의 베이스를 만들어 줄 수 있다. 라이트 가이드의 베이스를 만들었다면, 빔 패턴을 사용자의 목적에 맞게 만들기 위해서 프리즘 옵틱을 설계해야 한다. 프리즘 옵틱의 설계의 경우 설계 인자가 약 10개 정도 되어 사용자가 원하는 빔 패턴을 만드는데 용이하게 활용할 수 있다. 또한, 효율을 향상시키거나 LED 적용 개수에 따라 라이트 가이드의 입사부 형상에 변화를 주기도 한다. 라이트 가이드의 초기 설계가 완료되었다면, 각 부품에 대한 물성치와 광원, 센서에 대한 정의를 완료한 후 시뮬레이션을 통해 원하는 수준의 광학 성능이 나왔는지 초기 성능 분석을 진행한다. 초기 성능 분석을 통해 만족하지 못한 성능을 보완해주기 위해 스페오스 내에 있는 최적화 도구를 활용하여 최적화 타깃(target) 값을 정의하고 설계 주요 파라미터들을 선정하여 각 파라미터에 대한 최적화를 진행한다. 최적화 완료 후 다시 한 번 시뮬레이션을 진행하여 원하는 수준의 배광 성능이 나왔는지, 점등 필링은 괜찮은지 등을 확인하고 최종적으로 라이트 가이드에 대한 설계를 완료한다.   ▲ 앤시스 스페오스를 활용한 라이트 가이드 설계 단계   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

구조, 열, 피로 해석 소프트웨어, T-Flex Analysis 주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Top Systems ■ 자료 제공 : 설아테크, 02-1661-3215, www.t-flex.co.kr T-FLEX Analysis는 엔지니어가 복잡한 부품 및 어셈블리를 가상으로 테스트하고 해석할 수 있도록 광범위한 전문 해석 도구를 제공한다. 정적, 주파수, 좌굴, 열, 최적화, 피로 및 기타를 수행하기 위해 유한 요소 방법을 사용한다. 해석. T-FLEX 해석은 모델이 구축되기 전에 실제 조건에서 어떻게 작동하는지 보여준다. 1. 연계 모델 CAE 모델은 기본 T-FLEX CAD 지오메트리를 사용하기 때문에 설계 모델과 완전히 연관된다. T-FLEX 해석은 시간이 많이 걸리는 지오메트리 변환이나 데이터 재생성 없이도 시뮬레이션에 최신 설계 정보를 사용할 수 있도록한다. 모델의 설계 변경 사항은 해석 계산을 위해 자동으로 업데이트 되며 메시는 가장 복잡한 모델 지오메트리에도 자동으로 적용된다. 2. 사용자 인터페이스 T-FLEX CAD와의 완벽한 통합은 T-FLEX Analysis 사용자가 설계 해석을 수행할 수 있음을 의미한다. 3. CAD 사용자 인터페이스 T-FLEX 해석은 T-FLEX CAD 모델 트리, 속성 대화상자 명령 및 메뉴 구조, 많은 동일한 마우스 및 키보드 명령을 활용하므로 T-FLEX CAD에서 부품을 설계할 수 있는 사람은 누구나 부품을 해석할 필요없이 해석할 수 있다.  4. 애플리케이션 영역 빠르고 저렴한 해석은 종종 직관적이지 않은 솔루션을 드러내고 제품 특성에 대한 더 나은 이해를 제공함으로써 엔지니어에게 도움이 된다. 기계, 전자 기계, 항공 우주, 운송, 전력, 의료 또는 건설 산업에서 사용되든 T-FLEX 해석은 개발 시간 단축, 테스트 비용 절감, 제품 품질 향상, 수익성 향상, 출시 시간 단축에 도움이 될 수 있다. 5. 구조 정적 분석 구조 해석 기능을 통해 엔지니어는 다양한 하중 조건에서 부품 및 어셈블리의 정적 응력 해석을 수행할 수 있다. 정적 스터디는 변위, 반력, 변형, 응력 및 안전 분포 계수를 계산한다. 정적 분석은 높은 스트레스로 인한 고장을 방지하는데 도움이 된다. 힘, 압력, 중력, 회전 하중, 베어링 힘, 토크, 규정된 변위, 온도 등 다양한 구조적 하중과 구속을 지정할 수 있다. 6. 주파수 해석 주파수 해석은 부품의 고유 주파수 및 관련 모드 모양을 결정한다. 부품이 모터와 같은 연결된 동력 구동 장치의 주파수에서 공진하는지 확인할 수 있다. 구조의 공명은 일반적으로 피하거나 감쇠해야 하지만 엔지니어는 다른 응용 분야에서 공명을 활용할 수 있다. 일반적인 응용 분야에는 음향 스피커 설계, 항공 우주 구조 설계, 교량 및 육교 건축, 건설 장비 설계, 악기 연구, 로봇 시스템 분석, 회전 기계 및 터빈 설계, 진동 컨베이어 최적화 등이 있다. 7. 좌굴 해석 임계 좌굴 하중 해석은 주로 축 방향 하중 하에서 모델의 기하학적 안정성을 조사한다. 이는 갑작스런 큰 변위를 의미하는 좌굴로 인한 고장을 방지하는데 도움이 되며 대부분의 제품을 정상적으로 사용할 때 발생하면 치명적일 수 있다. 좌굴 해석은 가장 낮은 좌굴 하중을 제공한다. 일반적으로 자동차 프레임 설계, 기둥 설계, 인프라 설계, 안전 계수 결정, 송전탑 설계, 차량 스킨 설계 등과 같은 응용 분야에 사용된다. 8. 열 해석 열 효과를 시뮬레이션하는 기능에는 정상 상태 및 과도 열 전달 해석이 포함된다. 열 연구는 열 생성, 전도, 대류 및 복사 조건을 기반으로 온도, 온도 구배 및 열 흐름을 계산한다. 열 해석은 과열 및 용융과 같은 바람직하지 않은 열 조건을 방지하는데 도움이 된다. 9. 최적화  성능 기준을 충족하는 혁신적인 제품을 설계하고 생산하는 것은 모든 제조업체의 목표이다. 최적화 기술을 사용하여 엔지니어는 제안된 설계를 개선하여 최소 비용으로 최상의 제품을 만들 수 있다. 설계에 복잡한 상호 관계가 있는 수백 개의 변수 파라메터가 있을 수 있으므로 수동 반복을 통해 최적의 설계를 찾는 것은 기껏해야 히트 또는 미스이다. T-FLEX 해석은 사양과 성능을 비교하는 반복 프로세스를 자동화하여 제품 설계 개선의 부담을 덜어준다. 10. 주파수 응답 해석 주파수 응답 해석은 지속적인 고조파 부하를 받는 기계, 차량 또는 공정 장비 설계의 정상 상태 작동을 결정한다. 선형 과도 응력 해석과 비교하여 주파수 응답 해석은 입력이 일정한 주파수와 진폭으로 쉽고 빠른 방법을 제공한다. 예를 들어, 이 해석 유형은 하중이 불균형인 세탁기 또는 차량의 휠이 구부러진 상태에서 진동 효과를 결정하는데 사용할 수 있다. 11. 피로 해석 반복적인 로딩 및 언로딩은 유도 응력이 허용 응력 한계보다 상당히 적더라도 시간이 지남에 따라 물체를 약화시킨다. 피로 해석은 강철 레일, 빔 및 대들보와 같은 제품에 매우 중요하다. 이러한 제품은 반복적이거나 다양한 하중에서 기계적 고장을 경험할 수 있으며 단일 응용 분야에서 고장을 일으킬 수 있는 수준에 도달하지 않는다. T-FLEX 해석은 피로 기반 고장을 시뮬레이션하고 사용자가 제품의 내구성 한계를 결정하고 안전성을 보장하기 위해 제품에 스트레스를 주기적으로 적용하여 내구성을 설계할 수 있도록 한다. 12. 해석 결과(후처리) T-FLEX Analysis는 스터디 및 결과 유형에 따라 애니메이션, 다양한 플롯, 목록 및 그래프와 함께 포괄적인 후 처리 작업을 제공한다. 특수보고 명령은 인터넷 지원 보고서를 생성하여 연구를 빠르고 체계적으로 문서화하는데 도움이 된다. 보고서는 연구의 모든 측면을 설명하도록 구성되어 있다. 13. 좌굴 해석 임계 좌굴 하중 해석은 주로 축 방향 하중 하에서 모델의 기하학적 안정성을 조사한다. 이는 갑작스런 큰 변위를 의미하는 좌굴로 인한 고장을 방지하는데 도움이 되며 대부분의 제품을 정상적으로 사용할 때 발생하면 치명적일 수 있다. 좌굴 해석은 가장 낮은 좌굴 하중을 제공하며 이는 일반적으로 자동차 프레임과 같은 애플리케이션에 사용된다. 설계, 기둥 설계, 인프라 설계, 안전 계수 결정, 송전탑 설계, 차량 외피 설계 등이다. 14. 열 해석 열 효과를 시뮬레이션하는 기능에는 정상 상태 및 과도 열 전달 해석이 포함된다. 열 연구는 열 생성, 전도, 대류 및 복사 조건을 기반으로 온도, 온도 구배 및 열 흐름을 계산한다. 열 해석은 과열 및 용융과 같은 바람직하지 않은 열 조건을 방지하는데 도움이 된다. 15. 최적화  성능 기준을 충족하는 혁신적인 제품을 설계하고 생산하는 것은 모든 제조업체의 목표이다. 최적화 기술을 사용하여 엔지니어는 제안된 설계를 개선하여 최소 비용으로 최상의 제품을 만들 수 있다. 설계에 복잡한 상호 관계가 있는 수백 개의 변수 파라메터가 있을 수 있으므로 수동 반복을 통해 최적의 설계를 찾는 것은 히트 또는 미스이다. T-FLEX 분석은 사양과 성능을 비교하는 반복 프로세스를 자동화하여 제품 설계 개선의 부담을 덜어준다. 16. 주파수 응답 해석 주파수 응답 해석은 지속적인 고조파 부하를 받는 기계, 차량 또는 공정 장비 설계의 정상 상태 작동을 결정한다. 선형 과도 응력 해석과 비교하여 주파수 응답 해석은 입력이 일정한 주파수와 진폭인 쉽고 빠른 방법을 제공한다. 예를 들어, 이 분석 유형은 하중이 불균형인 세탁기 또는 차량의 휠이 구부러진 상태에서 진동 효과를 결정하는데 사용할 수 있다. 17. 피로 해석 반복적인 로딩 및 언로딩은 유도 응력이 허용 응력 한계보다 상당히 적더라도 시간이 지남에 따라 물체를 약화시킨다. 피로 해석은 강철 레일, 빔 및 대들보와 같은 제품에 매우 중요하다. 이러한 제품은 반복적이거나 다양한 하중에서 기계적 고장을 경험할 수 있으며 단일 응용 분야에서 고장을 일으킬 수있는 수준에 도달하지 않는다. T-FLEX 해석은 피로 기반 고장을 시뮬레이션하고 사용자가 제품의 내구성 한계를 결정하고 안전성을 보장하기 위해 제품에 스트레스를 주기적으로 적용하여 내구성을 설계할 수 있도록 한다. 18. 해석 결과(후 처리) T-FLEX Analysis는 스터디 및 결과 유형에 따라 애니메이션, 다양한 플롯, 목록 및 그래프와 함께 포괄적인 후 처리 작업을 제공한다. 특수보고 명령은 인터넷 지원 보고서를 생성하여 연구를 빠르고 체계적으로 문서화하는데 도움이 된다. 보고서는 연구의 모든 측면을 설명하도록 구성되어 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

용접 해석 소프트웨어, SYSWELD   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : ESI, www.esi-group.com ■ 자료 제공 : 한국이에스아이, 02-3660-4500, www.esi-group.com ESI의 용접 시뮬레이션 제품인 SYSWELD(시스웰드)는 항공, 우주, 자동차, 선박, 전자 등 다양한 분야의 기업 및 연구소와 25년 이상의 협력을 통해 검증되었으며, 다양한 Heat Source 데이터베이스와 User Function을 이용한 Heat Source 제작 기능을 통해 용접 산업의 다양하고 까다로운 작업을 표현하기 용이하다.  ESI의 용접 해석 솔루션은 Shrinkage Method를 활용하여 용접 공정에 따라 변형 및 응력 분포를 해석하여 초기 용접 공정 설계에 빠르게 대응할 수 있는 Visual Assembly와 SYSWELD Solver를 활용하여, 상변태를 고려한 열해석과 기계적 해석을 Full coupling으로 해석한다.  그리고 변형과 응력 뿐만 아니라 온도 분포, 상분포, 경도 및 강도와 같은 기계적 물성, 수소확산, 침탄 효과, 가공 경화 등 다양한 인자를 보다 정밀하게 해석할 수 있는 Visual WELD가 있어 사용자가 업무 요구 사항에 맞게 선택하여 사용할 수 있다.  또한, 용접 해석이 아닌 열처리나 외력에 의한 변형, 유도 전류, Pre-Positioning, 조립 공정 등 다양한 분야의 적용이 가능하기 때문에 범용적으로 이용이 가능하다. 1. 제품의 주요 기능 및 특징 (1) 상용 CAD 프로그램과의 우수한 호환성 CATIA, UG, CREO(구 PRO-E) 등의 CAD 프로그램의 파일 확장형식을 지원하여 호환성이 우수하다. (2) 다양한 DB 및 유저가 원하는 DB 제작 모재, 용가재로 주로 쓰이는 다양한 물성들을 보유하고 있으며, Tool box를 통해 유저가 사용하는 합금의 데이터베이스 제작이 가능하다. (3) 다양한 Heat source function과 Heat source fitting 기능 제공 아크, 레이저, 하이브리드, 플라즈마 등 다양한 Heat source DB를 보유하고 있으며, User Defined 기능을 이용하여 원하는 Heat source 제작이 가능하다. (4) Welding Wizard를 이용한 직관적인 용접 조건 입력 Welding Wizard를 이용하여 시뮬레이션 조건을 순차적으로 입력하면 해석이 진행될 수 있도록 인터페이스가 갖춰져 있으며, 색 표시를 통해 잘못 입력된 조건을 직관적으로 나타내어 준다. (5) Distortion Engineering을 이용한 빠른 용접 해석 정밀한 해석뿐만 아니라 온도 편차를 이용한 Distortion Engineering을 통해 용접 설계의 초기 대응을 위한 변형 및 응력 분포 해석 결과를 빠르게 얻을 수 있다. (6) 성형, 충돌, 내구평가와의 연계 해석 용접 해석 결과를 성형, 충돌, 내구 평가 등의 해석 프로그램에 Mapping하여 연계 해석이 가능하기 때문에 복합적인 공정 고려가 가능하다. (7) 아크 용접 및 레이저 용접 Double ellipsoidal 형태와 Conical 형태의 Heat source를 통해 아크와 레이저 용접을 표현할 수 있다. (8) 점 용접 Sequence에 따른 용접해석이 뿐만 아니라, 전극과 Sheet를 표현하여 통전효과 및 자기장을 고려한 용접해석도 가능하다. (9) 마찰 교반 용접 팁의 모양이나 회전속도 등을 고려한 정확한 열 분포 및 응력해석이 가능하다. (10) 다층 용접 해석 일반 열해석을 통한 순차적인 Pass 형성 뿐만 아니라, Thermal Cycling을 이용한 다층 해석으로 보다 빠른 해석이 가능하다. (11) Steady state 해석 Moving Reference Frame 기능을 통해 Transient 해석 구간을 최소화하여 용접 해석시간을 절감할 수 있다. (12) 구조 해석 및 열응력 해석 SYSWELD는 용접 해석 뿐만 아니라 힘이 가해지는 구조 해석이나 열응력 해석이 가능하기 때문에 범용적으로 사용이 가능하다. (13) 열처리 해석(침탄/유도가열) Electro Magnetic을 고려한 Induction Heating을 구현할 수 있으며, 침탄에 의한 효과를 해석할 수 있는 모듈을 갖추고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

클라우드 기반 CFD, SIMULIA Fluid Dynamics Engineer   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Dassault System, www.3ds.com ■ 자료 제공 : 노드데이타, 02-595-4450, www.nodedata.com   SIMULIA(시뮬리아) Fluid Dynamics Engineer는 클라우드 기반의 CFD 툴로 내부 및 외부 흐름에 대한 유체 성능을 검증하며, 최적의 흐름 분포, 최소 압력 손실 및 난류를 시뮬레이션하여 제품의 성능을 평가할 수 있으며 이를 이용해 설계를 개선하여 최적을 설계를 이룰 수 있다. 일반적인 CFD(Computational Fluid Dynamics) 툴에서 사용하는 기본 이론인 RNAS 방정식(Reynolds Avergaged Navier-Stokes 방정식)을 활용하여 정확도와 효율성을 동시에 가지는 유동 해석 애플리케이션으로 고급 레벨의 솔루션이다. 3DEXPERIENCE 시뮬레이션 포트폴리오의 일부인 Fluid Dynamics Engineer는 모든 일반적인 정상 상태, 비정상 상태 유동 해석부터 음속 유동 해석, 혈액과 같은 비뉴턴 액체에 대한 해석이 가능하고, 팬이나 필터, 배플 등을 표현하기 위한 모델링 기법도 활용 가능하다.  또한 모든 분야에서 일반적으로 사용되며 계산의 정확성이 높은 대표적인 난류 모델인 SST k-Ѡ 난류 모델, Realizable k-ε 난류 모델, Spalart – Allmaras 난류 모델을 제공하여 상황에 맞는 난류 모델을 선택할 수 있어 더욱 정확한 시뮬레이션을 진행할 수 있다.  클라우드 기반의 애플리케이션으로 컴퓨터 CPU를 이용한 로컬 해석뿐 아닌 클라우드 리소스를 활용하는 클라우드 컴퓨팅으로 해석을 진행할 수 있어 상대적으로 빠른 시간에 해석 결과를 얻을 수 있으며, 사무실뿐 아닌 외부에서 하드웨어의 영향없이 해석의 세팅 및 진행과정 결과를 확인할 수 있다. 또한 실시간으로 협의 가능하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (5)   우리는 자연의 법칙이 다양한 과학적 현상을 이끌어낸다는 사실을 알고 있다. 이에 착안하여 과학자와 엔지니어는 자연을 모방해 인간 생활을 이롭게 한다. 보로노이 기하학(Voronoi geometries)의 경우도 비슷하다. 이러한 기하학은 벌집, 해면 구조, 암석 조각, 심지어 인간의 표피 세포와 뼈에서도 널리 볼 수 있다. 이러한 기하학을 CFD(전산 유체 역학) 격자 생성에 적용할 수 있다면 어떨까?   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   그림 1   보로노이 다이어그램 보로노이 다이어그램 또는 티센(Thiessen) 다각형 맵, 또는 디리클레 테셀레이션(Dirichlet tessellation)은 평면이 다각형으로 분할되고 각 다각형이 하나의 생성지점을 포함할 때 형성된다. 다시 말해, 보로노이 다이어그램에서는 각 점이 다른 모든 점보다 자신에게 더 가까운 공간 영역을 ‘소유’한다. 이 분할에 의해 형성된 셀 또는 다각형을 보로노이 다각형 또는 디리클레 영역이라고 한다. 보로노이 다이어그램의 사용은 1600년대로 거슬러 올라가며, 철학자 르네 데카르트가 연구를 위해 우주를 보로노이 다이어그램과 유사한 개념으로 분할한 것과 관련이 있다. 보로노이 다이어그램의 실제 작업과 정의는 1850년 르죈 디리클레(Lejeune Dirichlet)와 1908년 게오리기 보로노이(Georgy Voronoy)라는 두 명의 독일 수학자에 의해 만들어졌다. 따라서 디리클레 테셀레이션 또는 보로노이 다이어그램이라는 이름이 붙었다.   보로노이 다이어그램을 이용한 콜레라 발병 예측 보로노이 다이어그램의 유명한 활용 사례는 1854년 런던 소호에서 콜레라가 발생했을 때였다. 보건 당국은 콜레라의 확산이 개방된 하수구에서 방출되는 ‘나쁜 공기’ 때문이라고 주장했지만, 의사인 존 스노우(John Snow)는 오염된 물 때문이라고 확신하고 보로노이 다이어그램을 사용하여 이를 증명했다. 스노우는 우선 콜레라 사망자의 지리적 분포를 표시한 지도를 만들었다. 지도의 막대는 사망자 수를 나타내며 특정 워터 펌프(브로드 스트리트(Broad Street) 펌프) 주변의 특정 구역에 사망자가 어떻게 모여있는지 보여준다. 그러나 근처에 다른 펌프도 있었기 때문에 브로드 스트리트 펌프가 수질 오염원인지 확인하기 어려웠다. 조사의 두 번째 단계로, 그는 브로드 스트리트 펌프와 다른 펌프 사이의 동일한 거리를 커버하는 곡선을 그렸고, 이 곡선은 브로드 스트리트 펌프의 보로노이 셀을 정의했다. 지도의 거의 모든 지점이 곡선 내에 있었고, 그는 이 증거를 사용하여 보건 당국에 발병이 수질 오염으로 인한 것이며 그 원인이 브로드 스트리트 펌프임을 확신시켰다.   그림 2. Snow’s spot map     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

유동 해석 소프트웨어, Simcenter Flotherm   주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.plm.automation.siemens.com/global/ko ■ 자료 제공 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 02-3016-2000, www.plm.automation.siemens.com/global/ko / 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr    Simcenter Flotherm(심센터 플로섬)은 온도 및 공기 흐름을 시뮬레이션할 수 있는 전자 제품의 열 디지털 트윈을 생성한다. SmartParts(히트싱크, 팬, 인클로저, TEC, PCM 등)와 사용자 정의 가능한 부품 라이브러리 시스템을 사용해 전자 제품에 대한 열 디지털 트윈을 쉽게 만들 수 있다. 더불어 모든 MCAD 시스템에서 나온 지오메트리를 SmartParts로 가져와 효율적으로 변환할 수 있다. ODB++와 같은 표준 EDA 형식 지원 기능으로 열 디지털 트윈을 설계 과정에 존재하는 모든 PCB 레이아웃 도구와 동기화할 수 있다. Simcenter Flotherm의 Instamesh 직교 기반 그리드 시스템은 어느 디지털 트윈에든 즉시 그리고 일관적으로 생성할 수 있으며, 수천 개 파트가 포함된 디지털 트윈도 문제 없다. Instamesh 시스템을 사용하면 열 엔지니어가 그리드 품질 문제 없이 Command Center(내장 파라메트릭 및 최적화 모듈)를 사용해 설계를 탐색할 수 있다. Simcenter T3STER와도 측정을 사용한 자동 교정으로 대개 99% 이상 열 디지털 트윈의 정확도를 유지한다. 1. 주요 기능 (1) 강력한 ECAD 연결성 Simcenter Flotherm의 EDA Bridge 모듈을 이용하여 Mentor의 BoardStation 및 Xpedition 제품군, Cadence Allegro 및 Zuken CR5000에 대한 데이터를 활용할 수 있다. IDF 및 ODB++ 파일 가져오기를 지원하여 Mentor의 PADS 및 기타 EDA 소프트웨어를 지원한다. EDA Bridge 모듈을 사용하면 라이브러리에서 열 모델로 교체할 수 있으며 크기, 파워 그리고 파워 밀도를 바탕으로 필터링할 수 있다. 또한 csv 파일 형태의 파워 리스트를 가져오거나 내보낼 수 있다. HyperLynx PI에서 계산한 파워맵 정보를 가져와서 해석하는데 활용할 수 있다. (2) 빠르고 강력한 메싱 및 솔루션 Simcenter Flotherm의 구조화되지 않은 Cartesian 기반 InstaMesh 기술은 현대 전자제품에서 발견되는 복잡성 수준과 개별 개체 수를 처리할 수 있는 Windows 및 Linux의 멀티 코어 병렬 솔버를 통해 즉각적이고 강력한 메싱을 제공한다. 메시 설정은 객체가 모델 내에서 이동되거나 향후 사용 및 공유를 위해 라이브러리에 추가되는 경우 형상의 해상도를 유지한다. (3) 전자 어셈블리 모델링 Simcenter Flotherm은 광범위한 PCB 모델링 레벨을 제공하여 개발 워크플로에서 데이터를 사용할 수 있게 되면 솔루션 속도와 정확성을 극대화한다. 간단한 블록 모델은 보드 또는 레이아웃의 세부 사항이 명확해지기 전에 초기 설계에서 효과적인 PCB 열전도도를 계산하기 위해 분석 접근 방식을 사용한다. 후기 설계에서 Simcenter Flotherm의 금속 분포 이미지 기반 처리는 기판 전체에 걸쳐 구리 변동의 국부적 효과를 효율적으로 포착한다. (4) 디자인 공간 탐색 및 최적화 Simcenter Flotherm과 함께 제공되는 Command Center 모듈에는 DoE(Design-of-Experiment) 및 RSO(Response Surface Optimization)가 포함되어 있으며, 어떤 입력 매개변수 조합이 구성 요소 온도와 같은 선택된 출력 변수에 가장 큰 영향을 미치는지 식별하는 상관 매트릭스가 있다. Simcenter Flotherm은 HEEDS를 사용한 다 분야 최적화를 위해 HEEDS 포털을 통해 액세스할 수 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

주조 해석 소프트웨어, ProCAST   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : ESI, www.esi-group.com ■ 자료 제공 : 한국이에스아이, 02-3660-4500, www.esi-group.com ESI의 주조 시뮬레이션 제품인 ProCAST는 주조 산업을 위한 솔루션을 제공한다. 전 세계의 주요 산업 파트너 및 학술 기관과 25년 이상의 협력을 통해 개발된 ProCAST는 까다로운 산업 요구 사항을 충족할 수 있는 광범위한 모듈 및 다양한 주조 기능을 제공한다.  형상을 가장 잘 구현할 수 있는 유한 요소 기법을 기반으로 하여 모든 주조 공정에 대하여 모델링뿐만 아니라 충진, 응고, 결함, 기계적 특성 및 복잡한 부품 변형을 포함하여 전체 주조 공정에 대한 예측 평가가 가능하다. 이를 통해 제품 공정 초기단계부터 올바른 의사 결정을 할 수 있는 기반을 제공한다.  뿐만 아니라 충진, 응고, 수축공 결함과 같은 기본적인 사항들에 대하여 빠른 해석 결과를 얻을 수 있도록 초점이 맞춰진 ESI의 QuikCAST 또한 ProCAST 환경에서 사용이 가능하다. 1. 제품의 주요 기능 및 특징 (1) 다양한 DB 보유 및 조성을 통한 DB 계산이 가능한 모듈인 Computherm 탑재 금속 물성 및 주로 쓰이는 금형이나 코어와 같은 데이터베이스를 150가지 이상 보유하고 있으며, Computherm이라는 보조 모듈을 이용하여 조성만으로도 열적, 기계적, 야금학적 인자들을 계산하여 해석에 활용이 가능하다. (2) 주조 조건 최적화 기능 탑재 Optimization 기능을 활용하여 해석에 사용된 조건들을 다른 변수로 입력하였을 때의 결과와 비교하여 가장 최적의 조건을 유출할 수 있다. (3) 미세조직 해석 초기 발생하는 핵의 성장 여부와 더불어 Grain의 형태와 성장 방향 등을 해석할 수 있는 CAFE(Cellular Automata Finite Element) 모듈을 탑재하고 있다. (4) Advanced 복사열 해석을 통한 정확한 정밀주조 해석 Enclosure를 통하여 Viewfactor를 고려한 복사열전달 현상을 표현할 수 있어, 정밀주조 공정에서 보다 정확한 열해석이 가능하다. 2. 주요 적용 분야 (1) 정밀주조 ProCAST는 타 프로그램과 달리 Viewfactor를 고려한 복사열 해석이 가능하여 EQX/DS/SX 공정을 지원하며, FEM 기반의 정확한 형상 표현이 가능하기 때문에 고온에서 복잡한 형상으로 이루어지는 정밀주조 해석이 가능하다. (2) 사형주조 상용 샌드, 발열슬리브에 대한 데이터베이스를 제공하며, Microstructure 모듈과의 연계 해석을 통해 주철에서의 접종 효과 및 합금 조성에 따른 상의 분포 및 기계적인 성질 예측이 가능하다. (3) 저압/고압 다이캐스팅 Moving Mesh의 Penetration기법을 활용하여 고압주조 공정에서 움직이는 피스톤에 의한 주입 조건 표현이 용이하며, Cycling 해석을 통하여 반복작업을 하였을 때의 금형의 온도 분포 등을 해석할 수 있다. (4) 경동주조 실제 Ladle이나 Basin에서 용탕이 Tilting 되는 것을 구현하여 단순 Inlet으로 입력하는 결과보다 더 정확한 해석이 가능하다. (5) 원심주조 수평축 및 수직축을 이용한 다양한 형태의 원심주조가 가능하며, 일반 대기와 진공 환경 등의 다양한 주조 환경을 고려한 해석이 가능하다. (6) 열처리 및 일반 유체해석 ProCAST는 주조해석 뿐만 아니라 열처리 해석이나 물과 같은 일반적인 유체 해석이 가능하여 범용적으로 사용이 가능하다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기