주요 CAE 소프트웨어 소개   입자 해석 소프트웨어, Altair EDEM   ■ 개발 및 자료 제공 : 알테어, 070-4050-9200, www.altair.co.kr EDEM은 입자 거동에 영향을 미치는 다양한 물리적 현상에 대해 시뮬레이션하는 소프트웨어이다. 이산요소법(DEM : Discrete Element Method) 기반인 EDEM은 중공업, 농업, 광업 및 제약, 화학, 식품 가공까지 광범위한 산업 분야에서 기계 설계, 재료 취급 및 제조 효율성을 최적화하는 데 도움을 준다. 많은 중공업 기업들이 트럭 차체, 굴삭기 등 벌크 자재를 처리하는 장비의 가상 테스트를 진행하고 있으며 제약, 화학, 소비재 포장 제품 회사 등에서 사용하고 있다. 1. 세부 구성 요소 EDEM은 EDEM Creator, Simulator, Analyst 등 3가지로 구성되어 있다.  ■ EDEM Creator : EDEM 시뮬레이션 모델을 설정하기 위한 전처리기 ■ EDEM Simulator : 빠르고 효율적인 시뮬레이션 솔버 ■ EDEM Analyst : 시뮬레이션을 검토하고 분석하는 후처리 환경   2. 주요 특징 ■ 재료 모델 라이브러리 액세스 : 암석, 광석, 토양 및 분말을 나타내는 EDEM의 광범위한 재료 모델을 사용하여 재료가 어떻게 설계에 영향을 미치는지 이해하고 빠르고 쉽게 시뮬레이션을 할 수 있다. 이는 실제 시제품 제작에 대한 의존도를 크게 줄이고 장비의 생산성 및 신뢰성을 높일 수 있다. ■ 다른 CAE 도구와의 연계 해석 : 알테어의 AcuSolve(CFD), MotionSolve(MBD), OptiStruct, SimSolid(FEA)와 같은 CAE 툴과 결합한 연계 해석이 가능하다. 기계 설계, 재료 취급 및 제조 효율성을 최적화하기 위한 더욱 강력한 해석 환경을 제공하고 있다. ■ EDEM API를 사용한 사용자 정의 : EDEM 시뮬레이션은 EDEM API를 사용하여 자신만의 맞춤 물리를 작성하여 사용자 정의를 할 수 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

알테어는 DEM(Discrete Element Method: 이산요소법) 소프트웨어 업체인 DEM 솔루션즈(DEM Solutions)를 인수한다고 밝혔다. 이산요소법(DEM)은 고체나 유체의 움직임을 입자 단위로 해석하는 기법이다. 이론은 수 십년 전부터 연구되어 왔으나, 상용 소프트웨어가 본격 등장한 것은 컴퓨팅 파워가 크게 발전한 최근 10여 년의 일이다. 여러 CAE 소프트웨어 업체가 DEM 기반의 해석 기술을 제공하고 있으며, 영국에 자리한 DEM 솔루션즈는 2006년부터 EDEM 소프트웨어를 개발하면서 DEM 해석 기법에 집중해 온 업체이다. DEM 솔루션즈는 알약, 가루, 흙, 석탄 등 재료의 움직임을 입자 기반으로 시뮬레이션하는 이산요소법 기술을 개발해 왔다. 알테어는 벌크 시뮬레이션(bulk simulation)이 가능한 DEM 기술이 재료와 기계 장비의 상호작용을 더욱 정확히 파악하는데 도움이 될 것으로 보고 있다. 기계와 재료를 포함하는 시스템 단위의 시뮬레이션이 제약, 화학, 식품 가공, 농업, 광업 등 여러 산업분야에서 제조 효율을 최적화할 수 있다는 것이다.     알테어는 작년 말 메시리스 구조해석 소프트웨어 심솔리드(SimSolid)를 비롯해 지난 10월에는 국내 EDA 소프트웨어 업체인 폴리오그(Polliwog)를 인수하는 등 시뮬레이션 포트폴리오를 꾸준히 넓히고 있다. 알테어의 제임스 스카파 CEO는 "DEM 솔루션즈 인수를 통해 DEM 분야로 확장하면서, 고객이 전체적인 시스템 뷰를 통해 비즈니스 운영 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 지원할 것"이라고 밝혔다. DEM 솔루션즈의 이안 윌리엄슨 CEO는 "알테어의 광범위한 물리 솔버 포트폴리오 및 깊이 있는 기술력에 EDEM 솔루션을 통합하여 더욱 확장할 수 있는 가능성에 기대하고 있다"고 전했다.

EDEM-FEA 연성해석   입자와 장비의 상호 작용에 의한 많은 공정에서 설계자는 장비의 구조적 안정성에 관심을 갖게 된다. 토양과의 상호작용에 의한 버킷의 변형과 응력에 대한 예측, 골재의 적재를 통한 덤프트럭 적재함의 변형 구배에 대한 계산, 믹싱 및 파쇄 장비의 구조 안정성 등을 시뮬레이션하기 위해 EDEM과 FEA(유한요소해석) 소프트웨어와의 연성해석을 이용하면 강력한 기능들을 사용할 수 있게 된다.   ■ 심정길 | EDEM Korea의 지사장으로 입자해석 기술지원과 컨설팅을 맡고 있다. 홈페이지 | www.edemsimulation.co.kr   입자와 장비의 상호관계가 중요한 대표적인 산업군은 중장비일 것이다. EDEM도 중장비 분야의 수많은 사례로부터 FEA 연성해석의 기초를 다져 왔다. 중장비 부분을 대표적으로 생각해보면, DEM(이산요소법) 기법과 FEA를 왜 연성해석해야 하는지 이해할 수 있게 된다. 일반적으로 FEA를 담당하고 있는 엔지니어는 외력 조건을 입력하기 위해 어느 정도 가정을 할 수밖에 없다. 하중의 종류, 위치, 크기에 따라 구조물의 변형과 응력은 차이를 갖게 된다. 따라서, 이러한 해석 결과를 토대로 설계를 한다면 안전계수를 통한 안전성 확보는 가능하겠지만 설계 최적화를 수행하기는 어렵다. 현재 EDEM과 FEA 연성해석이 가능한 소프트웨어는 앤시스 워크벤치, 아바쿠스, MSC 나스트란 등이 있다. 먼저 앤시스 워크벤치 위주로 설명하려고 한다.   그림 1. 중장비 분야의 DEM-FEA 연성해석   1. 앤시스 워크벤치에서 EDEM 연성해석 앤시스 워크벤치는 다양한 물리 모델과 해석 솔루션을 연성해석하기 좋은 도구이다. EDEM도 워크벤치 안에서 안정적으로 구동되어 다양한 입자와 구조의 상호작용을 해석할 수 있다. 워크벤치 안에 한 개 이상의 EDEM 컴포넌트(component)를 생성하여 입자의 거동으로 인해 계산되는 하중을 연성시킬 수 있다. <그림 3>을 참조하면 이해가 쉬울 것이다.   그림 2. EDEM-앤시스 연성해석 개념   그림 3. 앤시스 워크벤치에서 EDEM 세팅

DEM이란 & EDEM의 개요   EDEM은 전통적인 입자 해석 분야(광업, 농업)에서 시작하여 중공업, 화학 분야 그리고 제약, 전자, 3D 프린팅과 같은 첨단 분야까지 입자해석의 한계를 개척하고 있는 소프트웨어이다. DEM의 기반이 척박한 CAE 분야에서 입자 해석이 자리를 잡을 수 있도록 지속적인 연구와 기술 보급에 힘쓰고 있다. 이번 호에서는 DEM이라는 기법과 EDEM의 개요를 살펴본다. ■ 심정길 | 넥스트이엔에스의 기술지원팀장으로 입자해석 기술 및 이론 교육 업무를 담당하고 있다.  홈페이지 | www.nens.co.kr   1. 입자와 입자해석 우리 주변에는 실제로 많은 입자들이 있다. 금속 분말, 식품인 시리얼, 고분자 화학 재료, 곡식, 농작물이다. 이들은 다양한 산업군에서 쓰이는 재료 혹은 제품이다. 입자는 분말이나 분체 등의 이름으로 불리기도 한다. 공학을 전공한 사람들 중에도 분체 공학(Powder Technology)이라는 말을 아는 사람이 많이 없다. 그만큼 우리는 입자와 친숙하지만 입자를 해석하는 일에는 친숙하지 않다.   그림 1. 우리 주변의 입자들   입자들은 독특한 물리적 특성들을 갖고 있다. 브라질 너트 효과, 편석 현상, 사일로(silo) 내의 압력 분포 등 유체 혹은 고체와 비교되는 현상을 보여준다. 사일로만 해도 매우 큰 높이의 구조물에 유체가 가득 저장되어 있다면 하부의 압력이 과도하여 구조적인 한계를 갖게 된다. 분체는 <그림 2>와 같은 압력 분포를 갖기 때문에 가능하다. 독특한 입자의 거동을 반영한 수치 해석 기법이 필요해졌고, DEM 기법이 시작되었다. DEM은 ‘Discrete Element Method(이산요소법)’이라고 불리며 FEM(유한요소법)과 비교되는 이름이다. DEM은 작은 다수 입자들의 운동 및 상호 영향을 계산하여 시스템의 거동을 해석한다. DEM의 시작은 분자동역학이라고 할 수 있다. 그러나 입자의 회전에 대한 자유도 그리고 입자 사이의 접촉면 상태 등을 고려할 수 있다는 점에서 차이가 있다.   그림 2. 사일로에서 압력 분포  

펑션베이는 지난 10월 12일 진행한 ‘리커다인 유저스 데이’에서 사용성과 퍼포먼스 등이 폭넓게 향상된 동역학 해석 소프트웨어 리커다인(RecurDyn)의 최신 버전을 소개했다. 또한, 해석 및 시뮬레이션 기술을 중심으로 제조 분야의 생산성과 가치를 높이기 위한 노력을 꾸준히 전개할 것이라고 밝혔다.   사용 편의성과 퍼포먼스 강화된 리커다인 V9R2   이번 리커다인 유저스 데이에서는 동역학 해석 소프트웨어 리커다인(RecurDyn)의 최신 버전인 V9R2의 새로운 기능과 함께, 리커다인 활용 사례, 입자 연성해석 및 클라우드 등 최신 기술 동향 등이 소개되었다. 리커다인 V9R2에서는 모델링 관련 사용성, MFBD(Multi Flexible Body Dynamics) 관련 사용성, 솔버 성능, 입자법 관련 사용성, 툴킷 관련 사용성 등에서 개선이 이뤄졌다.  우선 CAD 임포트(Import) 기능이 향상되어, CAD의 계층 구조를 유지한 채로 리커다인에서 보디와 서브시스템을 생성할 수 있다. 대규모의 모델에서 특정한 모델링 요소를 그룹으로 사용자 정의하는 ‘제너럴 그룹’은 모델 내에서 필요한 엔티티를 찾기가 어려운 문제를 해소하는데 도움을 줄 것으로 보인다.  ▲ 리커다인 V9R2는 CAD 모델을 불러들일 때 다양한 옵션을 제공해, CAD의 계층구조를 그대로 유지할 지를 사용자가 선택할 수 있다. 하위 서브시스템에서 다른 서브시스템으로 빠르게 이동할 수 있는 ‘시스템 내비게이터’가 추가되고, 메시 데이터를 원하는대로 얻기 위한 임프린트(imprint) 작업에 가상 면과 교차되는 엣지나 래디얼(radial) 패턴 형상을 사용할 수 있게 되는 등, 리커다인 V9R2는 모델링 부분에서 여러 가지가 개선되었다. 리커다인의 핵심인 MFBD와 관련해서는 셸 메시(shell mesh) 데이터를 기반으로 솔리드 메시(solid mesh)를 만드는 옵션이 추가되어, 메시가 복잡하거나 서피스 문제가 있을 때 메싱에 실패하는 경우를 없애준다. 로컬 리메시에서 각 타깃 면에 서로 다른 최소/최대값을 지정할 수 있고, 메시의 오류를 수정하는 힐링(healing) 관련으로 2개의 노드(node)를 병합할 때 자동 수정하는 기능도 추가되었다. ▲ 요소의 ID를 툴팁으로 표시하는 기능이 추가되어, 품질 체크 과정에서 편의성을 높였다. 펑션베이의 송인호 부장은 “이외에도 외부 소프트웨어에서 계산된 pre-stress를 입력해 리커다인에서 내구해석을 수행할 수 있고, rfi 최적화 기능 및 MFBD 전/후처리 속도 등이 개선되었다”고 소개했다. 리커다인 V9R2의 솔버에는 강체와 유연체에 모두 적용할 수 있으면서, 수치 감쇄의 영향이 적어 정확도가 높아진 어드밴스드 하이브리드 적분기(Advanced Hybrid Integrator)가 탑재되었다. 펑션베이가 새롭게 개발한 어드밴스드 하이브리드 적분기는 특히 많은 수의 모드나 결합요소를 사용한 대규모 RFlex 모델에 대해 해석 속도를 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 또한, 강체-유연체뿐 아니라 입자-유연체 연성해석까지 지원함으로써, 입자에 의한 유연체의 변형이나 변형된 유연체가 입자에 주는 영향 등을 분석할 수 있게 되었다. ▲ 리커다인 V9R2에 새롭게 탑재된 어드밴스드 하이브리드 적분기는 많은 수의 모드나 결합요소가 사용된 대규모 RFlex 모델의 해석 속도를 높였다. 동역학 해석의 확장 계획 및 활용 사례 폭넓게 소개   한편, 이번 행사에서는 자동차, 해양, 로봇, 전기 등 여러 분야에서 리커다인을 활용한 해석과 시뮬레이션 사례가 선보였으며, 클라우드 기반의 리커다인 활용 및 동역학 해석과 입자해석의 연계 등의 내용이 소개되었다. 그 중에서 자동차 산업에서는 최근 자율주행자동차에 대한 관심 및 기술개발이 활발해짐에 따라, 차량 동역학 모델링과 주행 시뮬레이션에서 리커다인의 활용이 가능할 것으로 보인다. 펑션베이 이정한 부장은 “제품 개발 과정에서 실제 테스트는 점차 줄어들고 시뮬레이션을 통한 검토가 확대되고 있다”면서, 차량의 주행 성능에 영향을 주는 다양한 설계 파라미터를 동역학 해석을 통해 결정하는 차량동역학 및 주행 시뮬레이션의 활용 가능성을 소개했다. “자동차의 시스템은 다양한 하위 시스템들이 모여서 이뤄지는 종합적 모델로 볼 수 있으며, 해석을 위한 차량 시스템의 모델링은 서브시스템으로 구성해 분해/조립이 가능하도록 하는 것이 효과적”이라고 짚은 이정한 부장은 서스펜션, 조향장치, 파워트레인 등의 자동차 서브시스템을 리커다인에서 해석 모델로 만들고 활용할 수 있다고 소개하는 동시에, 주행 시뮬레이션과 가상내구해석 등에서 리커다인의 활용 가능성을 전망했다. ▲ 펑션베이는 차량의 주행성능을 평가하기 위해 서스펜션 등 서브시스템에 대한 동역학 해석 모델을 개발하고 있다고 밝혔다. 이외에도, CAE 중심의 클라우드 인프라 서비스를 제공하는 리스케일(Rescale)이 울해 국산 해석 소프트웨어 중 처음으로 리커다인을 자사 서비스에 추가했다. 입자해석 기법인 DEM(Discrete Element Method : 이산요소법)을 상용화한 EDEM은 리커다인과 연계하는 기능을 제공함으로써, 리커다인 연성해석의 범위를 더욱 넓혔다. 펑션베이의 장경천 대표이사는 “리커다인은 제품의 완성도와 기술력을 바탕으로 성장을 지속하면서 기술 지원, 데이터, 네트워킹, 문화 등 폭넓은 경험을 선보이고 있다”면서, “디지털 목업에서 가상 프로토타입, 디지털 트윈으로 변화하고 있는 CAE의 위상에 맞춰 ‘생선성을 극대화하기 위한 솔루션’이라는 가치를 제공하도록 노력할 것”이라고 전했다.     기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

  넥스트이엔에스는 10월 22일 서울 양재동 엘타워에서 '2018 EDEM 코리아 유저 콘퍼런스'를 진행한다고 밝혔다. 넥스트이엔에스는 DEM(이산요소법) 기반의 입자 해석 소프트웨어인 EDEM을 국내 공급하면서 입자 기반 해석 연구분야를 넓히는 노력을 진행해 왔고, EDEM 유저 콘퍼런스를 통해 관련 내용을 소개해 왔다. 올해 행사에서는 EDEM의 최신 기술 업데이트 내용과 함께 자동차, 식품, 토목 건설 등 다양한 분야에서 EDEM의 실제 활용사례가 발표될 예정이다. 또한 다물체 동역학 소프트웨어인 리커다인(RecurDyn)과 EDEM의 연성해석 및 EDEM과 CFD(전산유체역학)의 연계, EDEM API의 실무 적용 등 기술 활용 방안도 선보인다.  자세한 행사 정보 및 등록은 넥스트이엔에스 홈페이지에서 확인할 수 있다.

■ 개발 : DEM Solutions, www.edemsimulation.com ■ 주요 특징 : 입자 거동 해석 소프트웨어로 CFD, MBD, FEA 등 상용 CAE 소프트웨어와 Coupling 해석, API를 이용한 사용자 정의 물성/외력/입자생성 컨트롤, 최신 GPU를 활용한 해석 속도 향상, 다양한 접촉 모델 및 물성 DB 제공 ■ 사용 환경(OS) : 윈도우 7/8/10 프로페셔널 이상(64 비트), 레드햇 엔터프라이즈 리눅스 6/7(64 비트) ■ 시스템 사양 : 4GB RAM(12GB 이상 권장), 인텔 코어 i7 또는 제온 5600 시리즈 CPU(제온 E5 시리즈 12 코어 이상 권장), AMD 라데온 512MB 또는 엔비디아 지포스 512MB 그래픽카드(AMD 파이어프로 V5800 또는 NVIDIA GTX 1080 이상 권장), 10GB 하드디스크(500GB 이상 권장) ■ 공급 : 넥스트이엔에스, 070-8796-3000, www.nens.co.kr 영국 DEM 솔루션즈(DEM Solutions)는 2006년 최초로 상용 입자 거동 해석 소프트웨어인 EDEM을 출시한 이래 올해 EDEM 2018을 출시하였다. EDEM은 이번 업데이트를 통해서 완성된 범용 입자 거동해석 소프트웨어가 되었다. 국내에서는 2006년부터 넥스트이엔에스에서 판매와 기술지원을 제공하고 있다. 넥스트이엔에스는 CFD, MBD, FEA 분야 전문 엔지니어로 구성된 기술지원 팀을 운영하고 있어 산업 각 분야에 적합한 기술지원 및 컨설팅을 수행하고 있다. EDEM 2018은 이산요소법(Discrete Element Method)을 이용한 입자 거동 해석 소프트웨어이다. 이산요소법은 입자간 반발력에 의한 운동량 계산을 통해 이루어진다. 그동안 컴퓨팅 파워가 받쳐주지 못해서 활용도가 적었지만, 하드웨어의 발전은 이산요소법의 새로운 전기를 마련하게 해 주었다. 또한, EDEM은 탄탄한 이론적 배경을 바탕으로 입자 관련 최신이론들을 접목해 정도 높은 해석 결과를 산출하고 있다. 특히 영국 에든버러 대학 연구팀과의 지속적인 협력을 통해 이번 EDEM 2018에도 최신 알고리즘이 탑재되었다. EDEM 2018은 통합된 GUI를 통해 전처리, 솔버, 후처리 기능을 수행할 수 있는 올인원 소프트웨어이다. 초급 사용자도 쉽게 접근할 수 있는 심플한 트리 구조가 특징으로, 1~2일의 기본 교육으로 충분히 사용 가능하다. ■ 전처리 모듈인 EDEM Creator는 접촉 모델, 입자 정보, 지오메트리 정보, 입자 생성 정보 등을 입력한다. ■ 솔버 모듈인 EDEM Simulator는 입자의 거동을 해석한다. 가장 큰 특징으로는 유저의 목표에 맞게 조건들을 변경하여 사용할 수 있는 EDEM 오픈소스 API(Application Programming interface)를 통한 사용자 정의 추가 기능이 있다. 그 외에도 시중에 사용되고 있는 CFD, MBD, FEA 전문 CAE 소프트웨어와 커플링하여 계산을 수행할 수 있다. ■ 후처리 모듈인 EDEM Analyst는 입자 해석 결과를 분석할 수 있는 다양한 기능을 통해 시각화 및 정량화를 수행한다. 다양한 뷰와 옵션을 통해 동영상과 그래프를 직접 작업할 수 있는 강력한 후처리 기능을 제공한다. EDEM 2018의 특장점 오픈소스 API로 다양한 모든 물리 현상 구현 EDEM 2018은 기본 물리 현상의 구현에 초점을 맞추어 개발되어 왔다. 입자가 적용되는 모든 분야에서 일어나는 실제 현상을 그대로 해석하기 위해 높은 확장성을 갖고 있다. 물리현상을 설명하는 방정식만 있다면 EDEM은 오픈소스 API를 이용하여 사용자 특성에 맞는 조건을 설정할 수 있다. 예를 들어, 시간과 온도에 따른 입자 물성 변화 및 유동장 내 유속에 따른 입자의 부피, 질량 변화 등 Transient한 물성의 변화나, 다양하고 복잡한 공정의 조건들을 세팅하여 시뮬레이션이 가능하다. 최근에는 소결 공정이나 나노 코팅, 철강의 용융공정, 섬유조직의 거동, 폭발물 및 삭마 현상 등 첨단의 해석 분야를 개척하고 있다. ▲ EDEM을 이용한 알약 코팅 해석 사례 EDEM 2018은 오픈소스 API를 이용해서 동역학 전문 소프트웨어 없이도 동역학 거동을 구사할 수 있다. 동역학 거동에서 중요한 것은 단순한 강체 거동의 모사가 아니라 하중과 질량에 의한 관성력의 모사이다. EDEM은 간단하게 이런 기능을 구사할 수 있다. ▲ EDEM을 이용한 굴삭기 버킷의 거동 해석 사례 정확도를 추구하는 강력한 입자해석 입자의 기본적인 거동에 국한된 분야 이상으로 '깊이 있는 연구'를 위해서 EDEM 2018은 높은 확장성과 검증된 물리 엔진을 갖고 있다. 겉으로 보이는 비주얼보다 더 정확한 해석결과가 중요한 산업 현장에서 검증된 많은 연구 결과가 뒷받침하고 있다. 빠르게 대응해야 하는 산업현장에서 또한 중요한 것은 해석 속도이다. 해석 효율성을 고려할 때, 아직까지 대규모 입자해석에 다면체 형상을 적용하는 것은 실험실 수준의 연구에 적합한 상황이다. 입자의 모남정도(angularity)는 내부 파라미터를 통해 충분히 구현이 가능하다. 구형입자의 조합으로 얻어 낼 수 있는 해석 효율성은 또 하나의 차별점이다. ▲ 입자 형상에 따른 컴퓨팅 코스트 비교 정확히 검증된 분쇄 관련 물성 입자의 분쇄에서 분쇄되는 형상을 비주얼하게 보여주는 것보다 입자의 강도를 물리적으로 구현하여 실제 실험과 높은 일치성을 갖는 것이 중요하다. 다음 그림은 실제로 연구소에서 발표된 입자 분쇄 해석의 결과이다. 정확도가 검증되었으며, 실제 현상을 그대로 모사하고 있다. ▲ EDEM을 이용한 분쇄 해석 물성 데이터베이스 기본 탑재 입자해석의 신뢰도를 결정짓는 입자의 벌크(Bulk) 물성치는 실험을 통해서 구하게 되지만, 모든 해석 엔지니어가 실험을 병행하기는 어렵다. EDEM은 수 천가지의 재료에 대한 실험기반 물성 데이터베이스인 GEMM(Generic EDEM Material Model)을 제공한다. GEMM은 IMechE Bulk Materials Handling Award에서 혁신상을 받았다. GEMM은 신뢰도 있는 물성을 제공하고 있으며, GEMM이 기본으로 탑재되어 있는 EDEM은 입자해석의 정확도를 높인다. ▲ EDEM에 기본 탑재되어 있는 물성 DB GEMM 20여 가지의 접촉 모델 탑재와 지속적인 업데이트 입자해석에서 입자의 집합체가 갖는 물성은 접촉 모델에 의해 결정된다. 다양한 접촉 모델은 DEM 소프트웨어의 핵심 역량이며, EDEM은 진보적인 연구인력을 바탕으로 해마다 독자적인 접촉 모델 개발에 성공하고 있다. EDEM은 물리적으로 구현할 수 있는 모든 입자의 거동을 표현할 수 있다. 점착력, 열전달, 본딩에 의한 결합, 전자기력, 그리고 섬유에 대한 거동까지 완벽하게 수행한다. EDEM 2018에 추가된 Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion Model(EEPA)은 Cohesive한 입자의 이력(History) 의존성과 주요 특성 거동을 구현한다. Cohesive한 입자의 유동이나 핸들링에 있어서 입자가 이미 받았던 응력의 이력은 매우 중요한 인자이다. EEPA는 선형 및 비선형 모드 둘다 제공되며, 다양한 압축 공정 및 성형 공정에 활용될 수 있는 강력하고 검증된 모델이다. ▲ EDEM의 접촉 모델 개요 ▲ EDEM의 섬유 입자 거동 구현 EDEM 2018의 새로운 진화 대량 입자 시뮬레이션을 위한 기본 툴킷 탑재 Large Scale Bed Generation Tool EDEM 2018에서는 재료 베드(Material Bed) 생성 기능을 Creator에 탑재하여 보다 더 쉽게 사용할 수 있다. 재료 베드는 많은 입자들을 생성하여 지반 등을 구현할 때, 최소한의 입자 블록을 만든 뒤 마치 복사/붙여넣기를 하듯 베드를 생성하는 기능이다. 기존에 시도하지 못했던 대규모 베드를 생성할 수 있으며, 지반, 건설, 토목 분야에 활용도가 클 것으로 예상된다. ▲ EDEM의 Material Bed Tool Soils Starter Pack 토양은 다양한 점성과 가소성을 가진 재료이며, 각각의 고유한 물성 변수를 갖고 있다. EDEM 2018의 Soil Starter Pack에는 물성이 적용된 입자(Particle)가 이미 탑재되어 있다. 또, 자주 이용하는 특정 물성의 경우 필요 시 불러서 쓸 수 있도록 사용자 정의 물성 라이브러리를 제공한다. ▲ EDEM의 Soils Starter Pack 개요 ▲ EDEM의 Soils Starter Pack의 제공 물성 종류 해석 영역만 활성화하는 Dynamic Domain 기능 EDEM 2018은 시뮬레이션 계산 영역으로 도메인을 설정할 수 있다. 고정된 하나의 도메인만 영역을 지정할 수 있다면 입자의 수가 많은 경우 시뮬레이션이 비효율적일 수 있다. EDEM 2018에서는 활성 영역만 도메인을 지정할 수 있다. Dynamic Domain은 MBD 커플링에서 통합할 수 있어 지오메트리의 동작에 연계하여 거동한다. 이 기능으로 인해 해석 시간 비용이 현저히 감소하게 되며, 보다 큰 입자 재료 베드를 만들 수 있다. ▲ EDEM의 Dynamic Domain 개요 ▲ EDEM의 Dynamic Domain 기능구현 화면 새로운 전문 CAE 소프트웨어와 커플링 인터페이스 탑재 EDEM 2018은 전문적인 상용 소프트웨어와 커플링을 지원한다. EDEM은 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)를 이용한 CFD 커플링해석, 아바쿠스(ABAQUS)와 앤시스 등을 이용한 FEA, 아담스(Adams)와 리커다인(RecurDyn), LMS Virtual Lab Motion 등을 이용한 MBD 해석이 가능하다. EDEM 2018에서 업데이트된 커플링은 다음과 같다. ■ 아바쿠스 : 직접적 커플링 인터페이스를 구축하여 간단한 클릭만으로 EDEM 내에 불러들인 지오메트리의 구조해석을 수행할 수 있다. 이 때 구속 조건은 아바쿠스에서 필요에 따라 정의할 수 있다. ■ 리커다인 : 커플링 인터페이스가 제공되며 EDEM에서는 입자관련 세팅을 하고, 리커다인에서는 동역학 거동에 대한 세팅을 한 후 Solve 버튼을 클릭하는 것만으로 입자와 동역학 시스템 간의 커플링 해석이 쉽게 진행된다. 디테일한 개선 기능 Polar Symmetry Conditions EDEM 2018에서는 직교 좌표계에서의 대칭구조와 더불어 원통 좌표계에서의 축 대칭 모델에도 그림과 같이 원하는 영역의 대칭 조건(Symmetry Condition)을 지정할 수 있다. 교반기 등 회전 운동을 하는 입자 관련 해석에 활용도가 높은 기능이다. ▲ EDEM에 탑재된 축 대칭 기능을 이용한 해석 Analyst Data Export EDEM 2018에서는 시뮬레이션이 끝날 때까지 기다리거나 중단하지 않고도 시뮬레이션 진행 중에 데이터를 검토할 수 있다. 해석의 경향을 파악하거나 초기 해석 변수 세팅을 하는 과정에서 유용하게 사용할 수 있는 기능이다. ▲ EDEM의 데이터 내보내기(Data Export) 기능 최신 GPU를 통한 해석 속도 향상 EDEM은 2017버전부터 GPU 솔버를 이용하여 보다 빠른 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 엔비디아와 AMD 등 모든 GPU와 호환이 되며, 싱글 GPU의 적용으로도 충분한 해석 속도 향상을 보여 준다. EDEM 2018에서는 속도가 향상되었으며, API 모델과 Periodic Boundary에서도 GPU 연산이 지원된다. 또한, 자동 메모리 할당 기능이 추가되어 별도의 세팅 없이 GPU 활용의 최적화가 가능하다. EDEM 2018에서는 최신 GPU로서 엔비디아 GP100을 추천하고 있다. GP100은 12 CPU 기준으로 약 10배 이상 속도가 향상되었으며, EDEM 2017에서 추천한 GPU인 GTX1080보다 2.5배 이상 속도가 향상되었다. 다음 그림에서 회색은 Hopper에 입자를 생성하여 토출하는 해석, 주황색은 Mill 장비의 회전 교반에 대한 해석, 파란색은 Screw Auger 시스템의 재료 이송 해석에 대한 벤치마크 테스트 결과이다. ▲ 3가지 해석 예제에 대한 벤치마크 테스트 결과 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

향상된 퍼포먼스와 연동해석으로 이산요소법 저변 넓힌다 넥스트이엔에스(www.nens.co.kr)는 7월 11일 '2017 EDEM 코리아 유저 콘퍼런스'를 개최했다. 이번 콘퍼런스에서는 사용자 저변을 넓히고 있는 이산요소법(DEM)에 대한 소개와 함께 상용 DEM 솔루션인 EDEM의 개발 로드맵과 다양한 산업에서의 적용 사례 등이 소개되었다. 또한 아바쿠스, 리커다인과 EDEM을 연계할 수 있는 방안도 선보였다. ■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr 입자의 특성에 기반한 해석방법이 필요 금오공과대학교 기계설계공학과 박준영 교수는 이산요소법과 분체공학에 대한 소개로 기조연설을 진행했다. 자갈, 쌀, 베어링, 모래 등의 입자 또는 입자성 물질(granular materials)은 고체와 유체의 성질을 모두 가지면서 이들과는 다른 것이 특징이다. 입자의 모양에 따라 해석 특성이나 결과가 달라지기 때문에 입자해석을 위해서는 입자의 독특한 성질을 이해하는 것이 중요하다. DEM(Discrete/Distinct Element Method)은 ‘이산요소법’으로도 불리는데, 개별 입자의 궤적을 탐색하고 힘을 계산하는 기법이다. 1979년 첫 논문이 발표된 이후 컴퓨팅 파워의 한계때문에 비교적 최근에 상용화된 DEM은 산업분야뿐 아니라 털이나 옷자락의 자연스러운 움직임을 구현하는 컴퓨터 그래픽스(CG)나 인구유동 시뮬레이션 등 여러 분야에서 쓰일 수 있다. DEM 기술의 저변 넓히는 방법 모색 EDEM의 개발사인 영국 DEM솔루션즈의 이안 윌리엄슨 부사장은 “EDEM은 전문가용 툴이지만, 다양한 산업 프로세스에서 EDEM을 활용할 수 있는 인사이트를 얻고 있다. 최신 기술을 접목해 더 많은 곳에서 많은 사람이 이산요소법을 활용할 수 있는 ‘DEM의 민주화’를 추구할 것”이라고 소개했다. 윌리엄슨 부사장은 EDEM의 민주화를 위한 비전으로 세 가지를 제시했다. 첫 번째는 향상된 사용자 인터페이스(UI)와 경험(UX)을 제공하는 것이다. 특히 재료에 대한 수학 모델을 만드는데 어려움을 겪는 사용자가 많은데, EDEM은 다양한 재료 물성을 데이터베이스화한 GEMM(Generic EDEM Material Model)을 제공한다. 두 번째는 퍼포먼스이다. EDEM 2017 버전에서는 더욱 강화된 GPU 솔버를 탑재해 해석 속도가 크게 높아졌다. 세번째는 FEA, CFD, MBD 등 다양한 해석 솔루션과의 연계 강화이다. 지난 2006년 첫 상용 버전이 발표된 EDEM은 중장비, 광산, 장치산업 등을 중심으로 사용자 기반을 넓혀 왔고, 최근에는 더욱 다양한 산업분야로 확장하고 있다. 또한 CFD(전산유체역학)나 MBD(다물체동역학) 커플링 인터페이스와 특화 분야 제품을 꾸준히 개발하고 있다. 이번 콘퍼런스에서는 펑션베이의 동역학 해석 솔루션 리커다인(RecurDyn)과 커플링해 동역학과 입자해석 그리고 제어 영역까지 코시뮬레이션과 최적화를 수행할 수 있는 모듈이 새롭게 소개되었다. EDEM은 실제 입자의 거동을 입력해 전체 시스템의 유연체 거동을 확인할 수 있고, 리커다인에서는 입자의 외력을 표현하고 정확한 물성치 및 다양한 접촉 모델을 적용해 확장성을 강화할 수 있다. DEM의 사용성과 퍼포먼스 향상 이어갈 것 EDEM 2018 버전은 더 많은 입자를 빠르게 해석하는데 초점을 두고 개발 중이다. EDEM 크레이에터(EDEM Creator)에 추가되는 소일 스타터 팩(Soils Starter Pack)은 토양 베드(bed) 모델을 쉽게 만들 수 있도록 한다. 블록을 복사하는 방식으로 토양의 초기조건을 빠르게 생성하고, 실제 해석에 필요한 부분만 활성화된 입자를 만드는 방식으로 대규모 베드(bed) 생성의 퍼포먼스를 높인다. EDEM 시뮬레이터(EDEM Simulator)에는 회전주기(Rotational Periodic) 경계조건 관련 기능이 추가되고, GPU 계산 성능을 높일 수 있는 EDEM API를 지원할 예정이다. EDEM 애널리스트(EDEM Analyst)는 데이터 내보내기와 바이닝, 그래프 등 결과 분석과 관련한 퍼포먼스가 향상된다. 시뮬레이션이 진행되는 동안에 실시간으로 데이터를 내보낼 수 있고, 비디오 툴과 시각화 성능이 향상된다. 또한 새로운 분석 방법가 그래프가 추가될 예정이다. 넥스트이엔에스 김형민 대표이사는 “CAE는 생산 및 연구개발 분야에서 활발히 도입되면서 크게 성장하고 있다. 이 가운데서 EDEM은 DEM 기술을 상용화해 선보이면서 CAE 시장에 진입하는 초기단계로 볼 수 있다. 국내에 EDEM이 소개된지는 5년 정도밖에 되지 않았지만 DEM 기술에 대한 관심이 꾸준히 높아지고 있어, 앞으로 사용자가 크게 늘 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

37   THEME. AEC 분야의 VR/AR/MR 활용방법 및 전망 Ⅰ 지금은 커넥티드 BIM의 시대 / 니콜라스 매뇽 커넥티드 BIM을 통한 건설 산업의 변화 리얼타임 BIM 및 VR 시뮬레이션/검토 플랫폼, Fuzor / 김태현 VR 워크플로를 통해 사전에 건축설계 확인 VR/MR/AR로 디지털 건설 설계 구현 / 박민수 트윈모션/BIMx/VR 기반 건설현장 사진관리 솔루션 건설 분야에서 3D 설계의 인프라 정착 / 박원만 BIM에 가상현실 적용해 다양한 분석 수행 언리얼 엔진 4, 게임을 넘어 다양한 분야로 / 신광섭 건축, 3D 그래픽, 자동차, 가전 등 활용 영역 확대 INFOWORLD Column 21   산업용 메탈 3D 프린터 산업의 중요성 / 주승환      조선, 중공업, 자동차 분야의 신기술 개발로 세계 시장 선도 In-Site 68   3D 프린터 및 서비스 개발 기업, 에이팀벤처스      3D 프린팅의 가능성, 온라인 제조 플랫폼으로 꽃피운다 70   도심 속 열린 창업 공간, 서울창업허브      누구나 꿈꾸는 창업의 꿈, 한 걸음 앞당긴다 76   국내 워크스테이션 분야의 선두주자, 인터아이코리아      전문 서비스와 기술지원으로 고객 만족 추구 People 64   스트라타시스 오머 크리거 AP 총괄사장      차별화된 솔루션으로 3D 프린터 시장 입지 확대 66   쓰리디시스템즈 케빈 맥알리아 수석 부사장      소재와 소프트웨어, 프로세스까지 금속 3D 프린팅의 제조 적용 돕는다 72   오토데스크코리아 최기영 대표      비즈니스 모델 정착과 생태계 안정화 통해 국내 산업의 경쟁력 향상 지원 74   한국BIM학회 진상윤 회장      BIM 통해 국내 건축의 미래 설계하다 On Air 85   캐드앤그래픽스 CNG TV 지식교육방송 지상중계      오토캐드 2018의 주요 핵심 업데이트 내용을 확인하자! 96   캐드앤그래픽스 CNG TV 지식교육방송 지상중계      디지털 트랜스포메이션, 어떻게 할 것인가? Focus 24   지멘스 PLM 소프트웨어, 스타 코리안 콘퍼런스 2017 개최      디지털 혁신 위해 자동화와 설계 탐색까지 시뮬레이션의 역할 확대 26   알테어, 캐리옷 인수로 사물인터넷 플랫폼 강화       시뮬레이션-사물인터넷 연결한 디지털 트윈 전략 제시 28   버추얼모션, 다풀 유저 콘퍼런스 개최       첨단 기술로 더 편리하고 강력하게, CAE의 새로운 도약 이끈다 30   넥스트이엔에스, EDEM 유저 콘퍼런스 개최       향상된 퍼포먼스와 연동해석으로 이산요소법 저변 넓힌다 31   성균관대학교 버추얼 테크놀로지 파크 개소       CAE 중심의 제조 프로세스 구축을 돕는 폭 넓은 지원 나서 32   한국기계산업진흥회, 품질혁신기반구축사업 성과검증 토론회 개최       중소/중견기업의 품질기술 고도화 사업 지속 추진 33   그라피소프트코리아, 'BIM 툴에도 이유가 있다' 세미나 열어       다양한 BIM 툴의 특징과 활용을 체험하다 34   델 EMC 포럼 2017, 디지털 혁신 트렌드 및 기술 공유       IT 트랜스포메이션 전략으로 디지털 미래를 실현하다 36   HP코리아, 오멘 바이 HP 2017 출시       고성능 신제품으로 PC 게임 시장 본격 노크 52   Next Virtual Reality 2017 개최       4차 산업혁명 시대를 이끌 최고의 VR 기술은? 54   혼합현실과 4차산업의 융복합 기술 세미나 열려       VR과 AR의 만남, 혼합현실의 시대 온다 62   인사이드 3D 프린팅 2017 개최       디지털 제조 분야의 최신 글로벌 트렌드를 만나다 82   미라콤아이앤씨의 스마트 팩토리 구축 전략       4차 산업혁명시대에 대응할 스마트 제조 솔루션 소개 84   퓨어스토리지, 퓨어 라이브 서울 2017 개최       클라우드 시대에 맞는 데이터 플랫폼으로 혁신 가속화 New Products 55   오토캐드 기반의 건축/건설 서드파티 솔루션      캐드파워 프리미엄 2018 58   금속 3D 프린팅을 위한 시뮬레이션 소프트웨어      시뮤팩트 애디티브 2.0 60   설계 탐색 및 설계 최적화 기능 강화한 CFD 소프트웨어      STAR-CCM+ v12.04 61   멀티 도메인 시스템 분석을 위한 솔루션      SimulationX 86   이달의 신제품 Culture 78   메이커 다은쌤의 '전 재산 탕진 프로젝트' (1)      메이커페어와 만남, 그리고 시작 90   News  88   New Books Directory 163   국내 주요 CAD/CAM/CAE/PDM 소프트웨어 공급업체 디렉토리 CADPIA AEC 97   BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크 / 강태욱      BIM 기반 에너지 모델링과 BIM 100  3차원 BIM 기반 파라메트릭 수량/공사비 산출 시스템 구축 (1) / 이재홍       솔루션 관점에서 3차원 BIM 기반 수량/공사비 자동 및 연동산출의 필요성 104  i-model 변환기를 활용한 건설/플랜트 정보 교환 (2) / 전호상       외부 참조파일 링크하기 108  새로워진 캐디안 2017 살펴보기 (5)       캐디안 2017의 부가 툴 및 유틸리티 기능 Ⅱ 110  Tekla Structures 업그레이드 (8) / 한성열       드로잉 활용하기 Ⅱ Visualization 115  리얼타임 시각화를 위한 루미온 6 (2) / 조영락       오브젝트 생성과 편집 Ⅰ - 3ds 맥스와 루미온 Manufacturing 118  PowerMILL CAM 프로그래밍 따라하기 / 이경하       오일 탱크의 프레스 가공 Ⅶ Mechanical 125  즐거움을 더하는 솔리드웍스 실무 레시피 (7) / 원동현       솔리드웍스 오류 해결 팁 Ⅳ 128  새로운 제품 개발을 위한 크레오 4.0 업데이트 (5) / 김성철       향상된 디테일링 기능 Analysis 134  STAR-CCM+를 활용한 디젤 엔진 설계 성능 개선 / Sinan Eroglu 외       엔진 배기 매니폴드 및 피스톤 냉각 시뮬레이션 사례 138  4차 산업혁명을 실현하는 CAE의 넥스트 트렌드 (1) / 앤시스 코리아       자율주행차의 운전자 지원 시스템 개발 141  시뮬리아를 활용한 해석 솔루션 워크플로 (5) / 박기석       내구성을 고려한 마운팅 브래킷 형상 최적화 프로세스 154  3차원 다물리 해석을 위한 단일통합 프로그램 ANSYS AIM (6) / 양승덕       간단하고 편리한 연성해석 Ⅱ - 자동차 배기 매니폴드 구조-유동 연성해석 CAID 144  그래스호퍼의 건축적 이용 (12) / 한기준       Make2D와 Clipping Plane을 이용한 다이어그램 및 도면화 Ⅱ Reverse Engineering 148  이미지 데이터의 정량해석 (8) / 유우식       임상의학 분야의 활용사례 3D Printing 152  제조산업의 새로운 가능성을 가져 올 적층제조 (2) / 안드레아 자르       적층제조가 어떻게 세상을 변화시킬 것인가

■ 개발 : Rocky DEM, www.rocky-dem.com ■ 사용 환경 : 윈도우 7/10(64 비트), 레드햇 엔터프라이즈 리눅스 7 ■ 시스템 사양 : 4 코어 이상 CPU, 8GB RAM, Titan Z, Tesla P100 등 엔비디아 GPU(CUDA 2.0 이상, 4GB 메모리 이상, Double-Precision 지원) ■ 특징 : 다양한 입자 형상 구현, 입자 파손과 형상 마모 해석 지원, ANSYS Mechanical 및 Fluent 등과 연성해석 가능, 멀티 CPU/GPU를 활용한 고성능 병렬 해석 등 ■ 공급 : 태성에스엔이, 02-2117-0030, www.tsne.co.kr   ROCKY(로키)는 Rocky DEM에서 만든 3차원 입자 거동 해석 전용 소프트웨어로 태성에스엔이에서 국내 공급 및 기술지원을 하고 있다. 지난 5월에는 새로운 버전인 ROCKY 4가 공식 출시되었다.   ROCKY는 기존의 입자 해석 프로그램과 동일하게 Discrete Element Method(DEM, 이산요소법)를 사용하지만, 입자의 모양이나 크기에 상관없이 다양한 입자에 적용할 수 있는 강력한 프로그램이다. 초기에는 광업분야에 적용하기 위해 개발되었으나 현재는 제철, 화공, 중공업, 제약, 제조업 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 광석, 병, 곡물, 타이어 휠, 제약 등 다양한 입자를 처리할 수 있으며 이송, 파손, 입자에 의한 형상마모 등 다양한 현상에 대해 해석 및 분석을 할 수 있는 프로그램이다.   ROCKY의 주요 특징   현실적인 입자 모양 구현이 가능하다   기존 DEM 프로그램의 경우 구형 입자만 지원하거나 구형의 입자를 Bonded 방식으로 결합하여 입자 형상을 만들어 사용한다. 그러나 ROCKY는 일반적인 구형 입자뿐만 아니라 구형이 아닌 다양한 입자형상을 제공하고 있으며, 이를 이용해 다양한 모양을 만들 수 있다. 또한 3D 모델러를 이용해 입자 형상을 정의하여 사용할 수 있고, 3D 스캐너로 이용해 얻은 형상을 입자로 사용할 수 있다.   <그림 1>에 ROCKY에서 사용할 수 있는 다양한 입자 형상을 나타내었다. <그림 1>과 같이 실제와 동일한 입자 형상을 구현할 수 있다는 것은 해석의 정확도를 보다 더 높일 수 있다는 말과 같다. 그러므로 다른 DEM 프로그램보다 해석의 정확도를 더 높일 수 있다.   그림 1. 다양한 입자 모양 구현   ROCKY 4에서는 새로운 입자 형태인 Flexible Particle을 해석할 수 있다. 기존에는 입자 파손이 주요 이슈였다면, 이제는 입자가 유연하게(Flexible) 움직이는 것을 구현함으로써 보다 폭 넓게 입자 해석을 할 수 있게 되었다. <그림 2>는 긴 원통형 입자의 자유 낙하 시 발생하는 입자 변형을 모사한 그림이다. 시간에 따라 입자가 자유롭게 변형하는 것을 확인할 수 있다.   그림 2. 시간별 Flexible particle의 모양   입자의 파손과 형상의 마모 해석이 가능하다   ROCKY는 입자 파손 모델이 내장되어 있어 입자와 입자, 입자와 벽의 충돌 시 입자 파손을 해석할 수 있다. <그림 3>은 입자의 자유낙하 시 발생하는 입자 파손을 모사한 그림이다. 이때 입자는 다양한 크기와 모양으로 파손되며, 파손된 각각의 입자 또한 추적할 수 있고 파손된 입자의 사이즈 분포도 확인할 수 있다.   그림 3. 입자 파손   또한 ROCKY는 입자에 의한 형상 마모 해석이 가능하다. 마모 모델은 ARCHARD Wear model을 이용하여 입자가 벽에 부딪히거나 미끄러질 때 발생하는 힘을 계산하여 어떻게 마모가 일어날 지 예측할 수 있다. 이를 통해 플루언트의 Erosion model처럼 마모량을 예측하는 것뿐만 아니라 마모되는 현상까지 예측할 수 있다. <그림 4>는 Semi-Autogenous Grinding Mill을 해석할 때 Mill 돌출부가 마모되는 과정을 예측한 그림이다.   그림 4. 입자에 의한 3차원 표면 마모   앤시스 미캐니컬 및 플루언트와 연성해석이 가능하며, 파라미터와 디자인 익스플로러를 이용한 최적화 해석이 가능하다   ROCKY는 앤시스 제품군과 호환성이 뛰어나다. 워크벤치(Workbench) 환경 내에서 스페이스클레임(ANSYS SpaceClaim)으로 모델링한 것을 간단한 링크만으로 공유할 수 있다. 또한 ROCKY의 해석 결과는 앤시스 제품처럼 간단한 조작만으로 쉽게 데이터를 매핑할 수 있다.   <그림 5>는 앤시스 미캐니컬과 연계하여 Vibrating Screen이 입자로 인해 발생하는 충격 하중에 의한 구조 연성 해석을 진행한 예이며, 이를 통해 제품의 구조적 안정성까지 검증하였다.   그림 5. ANSYS Mechanical과 ROCKY의 연성해석   ROCKY는 플루언트와 1 방향 또는 2 방향 연성해석도 가능하다. 또한 ROCKY와 플루언트의 1 방향 또는 2 방향 연성해석 설정이 매우 간단하다. 1 방향의 경우에는 CFD 소프트웨어인 플루언트에서 얻은 유동장 해석 결과를 ROCKY 전용 파일로 익스포트(Export)하여 불러올 수 있으며, 유동장 결과에 입자를 추가하여 입자의 움직임을 예측할 수 있다. 2 방향의 경우 ROCKY에서 해석 조건 설정을 완료한 플루언트의 셋업 파일(*.cas)을 CFD 커플링에서 지정만 하면 바로 연성해석이 가능하다. <그림 6>은 단순 형상을 이용한 Fluidized Bed 해석으로 플루언트와 ROCKY의 2 방향 연성해석 결과이다.   그림 6. ANSYS Fluent와 ROCKY의 연성해석   멀티 GPU와 CPU를 이용한 고성능 병렬 해석이 가능하다   입자해석의 경우 입자의 수가 많아지면 당연히 해석 시간이 오래 걸릴 수 밖에 없다. 이러한 점을 보완하기 위해 ROCKY는 CPU뿐만 아니라 GPU를 이용한 고성능 병렬 해석을 지원한다. 특히 입자의 수가 많아지거나 입자 파손이 발생하는 해석의 경우 GPU 이용 시 매우 빨리 계산 결과를 확인할 수 있다.   또한 ROCKY 4부터는 멀티 GPU를 사용할 수 있게 되어 빠른 해석결과를 얻을 수 있다. 입자수가 작을 때는 큰 차이가 없지만 입자가 많아질 경우 월등한 속도향상을 확인할 수 있다. <그림 7>은 알약 코팅기에 알약 모양의 입자 약 24만 2000개를 넣고 CPU 8 코어를 기준으로 GPU 별 속도를 테스트한 해석 결과이다. 해석용 GPU인 P100의 경우 8 코어를 사용할 때보다 약 35배 빨라지는 것을 확인할 수 있다. 또한 3개의 멀티 GPU를 사용할 경우에는 약 86배 더 빨리 해석되는 것을 확인할 수 있다.     그림 7. 알약 코팅기를 이용한 고성능 병렬해석 속도 테스트   입자 수가 적을 경우에는 멀티 GPU의 효율이 낮지만, 입자 수가 최소 100만개 이상일 경우 멀티 GPU를 사용하면 해석속도가 향상되는 것을 확인할 수 있다. <그림 8>은 입자 수가 늘어남에 따른 멀티 GPU 사용시 속도향상 결과를 나타낸 그림이다.   그림 8. 멀티 GPU를 이용한 고성능 병렬해석 속도 테스트   별도의 다물체 동역학 프로그램 없이 모션 구현이 가능하다   기존의 DEM 프로그램의 경우 다물체 동역학(Multi- Body Dynamic)을 구현하기 위해서는 별도의 다물체 동역학 해석 소프트웨어(다풀, 리커다인, 아담스 등)와 연동이 필요하다. 그러나 ROCKY 4는 별도의 다물체 동역학 프로그램 없이 자체 내에서 모션 구현이 가능하다. <그림 9>에서 포크레인의 움직임을 ROCKY만으로 구현하는 것을 확인할 수 있다.   그림 9. 다물체 동역학 운동 구현   ROCKY와 기존 DEM 프로그램의 차별점   기존 DEM 프로그램의 경우 구형의 입자만 지원이 가능하기 때문에 이외의 입자형상을 구현하기 위해서는 <그림 10>과 같이 Glued Spheres 타입으로 여러 개의 구를 Bonded 방식으로 합쳐서 사용하여야 한다. 이렇게 만들어진 입자는 감자 칩과 같이 종횡비가 크거나 날카로운 모서리가 있을 경우 모사하기 어려워 실제와 달리 마찰력이 커질 수 있는 단점이 있다. 또한 입자 파손을 구현하기 위해서는 프로그래밍 지식을 요구하며 파손 시 Bonded 방식으로 합친 구의 개수와 직경에 따라 파손이 발생할 수 밖에 없다.   그러나 ROCKY의 경우에는 Polyhedral 입자 모양 구현을 통해 보다 현실성 있는 입자를 모사할 수 있다. 즉 실제 모양과 동일한 형상을 입자로 모사하기 때문에 감자 칩과 같이 종횡비가 큰 형상이나 날카로운 모서리를 정확하게 모사할 수 있으며, 실제와 같은 마찰을 고려할 수 있다. 그러므로 실제와 동일한 입자 형상을 이용해 해석을 진행할 수 있기 때문에 높은 정확도를 가진다.   또한 입자 파손모델이 내장되어 있기 때문에 별도의 프로그래밍이 필요 없으며, 파손 시 <그림 10>처럼 입자의 크기와 모양이 다양하게 나타나기 때문에 입자 분포를 정확하게 예측할 수 있다.   그림 10. 입자 모양 구현 비교   ROCKY를 활용한 해석 사례   Vibrating & Roller Screen : 광물 선별 장치   ROCKY 내에서 경계조건으로 진동에 대한 설정이 가능하며, 롤러(Roller)의 회전 또한 경계조건으로 쉽게 처리할 수 있다. 그리고 입자 크기 별로 분포시킬 수 있으며, Round 외에 Non-Round 입자 또한 고려할 수 있기 때문에 광물을 선별할 때 유용하다. 또한 Breakage 모델을 사용할 경우 선별 과정 중 발생하는 입자 파손도 고려할 수 있다.     그림 11. Vibrating과 Roller Screen 장치   Crusher & HPGR, Mill : 입자 분쇄 장치   ROCKY의 장점인 Breakage 모델을 이용해 입자의 파손을 예측할 수 있다. 이렇게 파손된 입자크기의 분포도 확인할 수 있으며, 분쇄된 입자의 추적도 가능하다. ROCKY는 크러셔(Crusher) 회전 축 및 속도 설정이 경계조건으로 내장되어 있어 편리하다. 또한 밀(Mill) 장치의 경우 입자에 의한 마모를 예측할 수 있기 때문에 제품의 유지보수 고려 시 발생하는 문제점을 미리 파악할 수도 있다.   그림 12. Crusher와 HPGR, Mill 장치   Chute & Screw Feeders : 입자 이송 및 공급 장치   다양한 입자의 이송 및 공급장치에 대한 해석 시 입자 양이나 벨트(Belt), 스크류(Screw)의 속도에 따라 발생할 수 있는 문제(막힘 현상, 벨트의 구멍, 스크류의 토크)를 예측할 수 있다.     그림 13. Chute와 Screw 공급장치   Mixer 장치 : 입자 혼합 장치   <그림 14>와 같이 여러 개의 재료(Material)를 혼합하거나, 다양한 크기를 가진 입자군을 혼합하는 믹서(Mixer) 장치 또한 해석할 수 있다.     그림 14. 다양한 믹서 장치   앞에서 언급한 장치 외에도 다양한 산업분야의 입자 해석을 위해 ROCKY를 적용할 수 있다.   기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.