[포커스] 친환경 선박 엔진의 개발을 위한 CAE와 디지털 전환

CAE 컨퍼런스 2022 발표 내용 정리 (1)

‘CAE 컨퍼런스 2022’가 지난 11월 18일 수원컨벤션센터에서 열렸다. ‘제4회 스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2022)’과 함께 진행된 이번 CAE 컨퍼런스에서는 ‘디지털 트윈과 DX 그리고 미래 모빌리티’를 주제로, 다양한 산업분야에 적용되면서 디지털 전환의 핵심 요소로 자리잡고 있는 CAE 및 시뮬레이션 기술의 발전상과 적용 사례가 폭넓게 소개됐다. ■ 정수진 편집장

▲ 현대중공업 안성찬 상무

‘CAE 컨퍼런스 2022’ 기조연설에서 현대중공업의 안성찬 상무는 탄소중립 시대를 맞아 새로운 선박용 엔진의 개발 과제와 가상제품개발(VPD)의 역할에 대해 소개했다. 자동차나 건설장비 등에서는 전동화가 활발히 진행 중인데, 선박/해운 분야에서도 환경/가스 규제가 강화되면서 탈탄소화 목표를 위해 다양한 친환경 엔진 기술을 개발하고 있다. 안성찬 상무는 “현대중공업은 탄소중립연료에 대한 연구를 진행하면서 세계 최초로 메탄올 엔진을 개발했고, 2023년부터 선박에 탑재해 운용할 예정”이라고 소개했다.

선박은 초소량·초다품종이라는 특성을 갖고 있으며 양산 이전 단계에서 설계 변화의 폭이 크기 때문에 테스트 대신 시뮬레이션을 많이 활용하고 있다. 또한 제작 및 검증에 많은 비용이 든다는 점도 시뮬레이션의 필요성을 키우고 있다. 안성찬 상무는 MBSE, 시스템 모델 해석, 디지털 엔지니어링으로 개발 과정을 효율화하는 것이 중요하다면서, 합리적인 개발 방법론을 마련하고 개발기간을 줄이는 것이 시뮬레이션의 과제라고 전했다.

안성찬 상무는 위상 최적화를 활용한 엔진 블록 설계 사례를 소개하면서, “개발 초기의 컴포넌트 시뮬레이션에 그치지 않고, 시뮬레이션을 활용한 예측의 고도화 및 범용성 증대에 노력을 기울였다. 또한 시뮬레이션 데이터에 기반한 성능 예측 프로그램을 개발해, 성능 메타 모델 프로그램으로 엔진의 실시간 성능 견적이 가능해졌다”고 설명했다.

한편, 현대중공업은 연구개발, 설계, 조립, 시운전, 인도 이후 등의 단계별 시스템에서 데이터를 취득할 수 있도록 하는 디지털 전환을 진행하고 있다. 이는 디지털 전환을 위한 양질의 빅데이터를 구축하기 위한 과정이라는 것이 안성찬 상무의 설명이다.