CAE 컨퍼런스 2021 발표 내용 정리 (3)
‘CAE 컨퍼런스 2021’이 지난 11월 12일 수원컨벤션센터에서 진행됐다. ‘제3회 스마트공장구축 및 생산자동화전’의 부대행사로 열린 이번 CAE 컨퍼런스는 ‘디지털 트윈과 VPD를 위한 시뮬레이션’을 주제로, CAE 기술을 중심으로 제품 개발의 새로운 패러다임을 제시하고 있는 디지털 트윈(Digital Twin)과 VPD(Virtual Product Development : 가상 제품 개발)를 집중 조명했다. ■ 정수진 편집장
디지털 트윈과 가상 제품 개발이 확산되는 과정에서 CAE는 새로운 기술을 접목하며 변화를 주도하고 있다.
이에이트의 류수영 실장은 ‘스마트시티 건설에 적용될 디지털 트윈 시뮬레이션 기술’을 소개했다.
시뮬레이션과 디지털 트윈은 디지털 모델을 기반으로 물리 현상을 가상 환경에 구현한다는 공통점이 있다. 그런데 시뮬레이션이 한정된 영역에서 지배방정식을 통해 현상을 재현하는 것이라면, 디지털 트윈은 실시간 정보를 모델에 반영해 현실의 다양한 상황을 물리적으로 모사하고, 이런 데이터를 축적해 미래를 깊이 있게 예측하는 것이 핵심이라고 볼 수 있다.
류수영 실장은 이런 디지털 트윈을 스마트시티에 적용한 사례를 소개했다. 기존 디지털 트윈이 3D 공간 정보를 조회하는 데에 중점을 두었다면, 이에이트는 전체 도시 자산과 도시에서 발생하는 다양한 현상을 데이터화하고 이를 기반으로 관제 모니터링, 도시 공정 시뮬레이션, 자연재해 시뮬레이션, 일조권 확인 등 맞춤형 예측 서비스를 제공할 수 있게 했다.
류수영 실장은 “디지털 트윈은 현실을 모사하고 시뮬레이션하는 것에서 나아가, 궁극적으로 복수의 디지털 트윈이 연계되고 자율적으로 문제를 해결하는 방향으로 발전할 것”이라면서, “도시의 디지털 트윈을 위해서는 많은 모델을 빠르게 가시화해 경향성을 빠르게 확인할 수 있도록 하는 시뮬레이션 기술이 중요하다고 보고 있으며 모델의 표준화, 현실 피드백과 빠른 의사결정을 지원하는 것도 중요하다. 이외에 CAD 모델뿐 아니라 기간 시스템과 유연하게 연동되는 인터페이스, VR/AR과의 연동 등도 고려하고 있다”고 설명했다.
▲ 이에이트의 류수영 실장은 전체 도시의 현상을 디지털화해 다양한 서비스를 제공할 수 있는 디지털 트윈 시뮬레이션을 소개했다.
메이븐의 황동순 유동해석 컨설턴트는 ‘전통적 CFD 해석방법의 한계를 혁신할 수 있는 유동해석 프로그램의 최근 동향’을 소개했다.
기체나 액체의 흐름 등 연속적인 유체 운동을 파악하기 위한 유체역학은 전통적으로 어렵고 복잡한 공학 영역으로 꼽혀 왔는데, 황동순 컨설턴트는 “최근에는 해석 전문가가 아닌 설계자가 복잡하고 어려운 유체역학에 접근할 수 있을 정도로 CFD 소프트웨어가 발전하고 있다”고 소개했다.
기존의 CFD 소프트웨어는 전처리-해석-후처리로 이뤄지는 전통적인 해석 과정을 거친다. 이 가운데 특히 전처리와 해석 과정은 계산을 위한 시간과 비용이 많이 들고 해석 신뢰도를 높이기 어렵다는 점이 한계로 꼽혔다.
황동순 컨설턴트는 이런 한계를 극복할 수 있는 기술 측면의 해결책으로 클라우드 플랫폼을 들었다. 클라우드 플랫폼은 연산을 위한 컴퓨팅 인프라를 빠르고 유연하게 확장할 수 있고, 많은 사람이 쉽게 접근하거나 커뮤니케이션할 수 있기 때문에 전반적인 업무 개선과 협업, 계산 리소스 절감에 의미가 있다는 설명이다.
또 한 가지 기술은 입자 기반의 유동해석 기법인 LBM(래티스 볼츠먼 방법론)이다. LBM은 가상의 격자 상에서 입자의 상호작용을 기반으로 유동 흐름을 분석한다. 하드웨어 기술의 발전과 함께 LBM의 입지가 확대되고 있는데, 황동순 컨설턴트는 ▲유동 계산에 필요한 부하가 상대적으로 적고 ▲병렬 해석에 적합해 시간 단축에 유리하며 ▲액체-기체의 다상유동해석에 유리하고 ▲작은 스케일의 유동해석에 유리하다는 점을 LBM 기법의 장점으로 꼽았다.
▲ 메이븐의 황동순 컨설턴트는 CFD의 한계를 극복하는 기술로 클라우드 플랫폼과 LBM을 꼽았다.
