캐드앤그래픽스 지식방송 CNG TV 지상 중계 

지더블유캐드코리아는 11월 27일 CNG TV 방송에서 ‘설계자는 해석을 못한다? 실무자들이 가장 많이 틀리는 해석 관점 바로잡기’를 주제로, 3D 설계 실무자가 구조 해석(CAE)을 어렵게 느끼는 이유를 짚어보고, 해석에 대한 오해를 풀며 쉽게 접근할 수 있는 노하우를 실제 사례와 함께 설명했다. 자세한 내용은 다시보기를 통해 확인할 수 있다. ■ 박경수 기자

▲ 지더블유캐드코리아 최예찬 파트장과 선우윤 대리

해석에 대한 오해와 진실

최근 제조 산업 전반에서 제품의 신뢰성 확보와 규제 준수를 위해 설계 단계에서의 구조 해석(CAE) 중요성이 강조되고 있다. 그러나 많은 실무자가 ‘해석은 전문 엔지니어의 영역’이라는 편견이나 복잡한 모델링 수정의 어려움 때문에 도입을 주저하는 것이 현실이다.

이날 방송은 지더블유캐드코리아 최예찬 파트장이 발표를 맡아, 해석에 대해 잘 모르는 사람들이 궁금해 할 만한 질문을 선우윤 대리가 대신 질문하고 댓글로 올라온 궁금한 사항들을 전달하는 형식으로 진행됐다.

최예찬 파트장은 발표 서두에서 “해석 결과가 곧 100% 정답이라는 강박을 버려야 한다”고 강조했다. 해석은 현실 세계의 물리 현상을 수학적으로 근사화(approximation)하는 과정으로, 통상적으로 이론값과 97% 정도의 일치율을 보이면 신뢰할 수 있다는 설명이다.

그는 해석을 어렵게 만드는 ‘얽힌 문제’를 컴퓨터가 계산하기 쉬운 ‘단순한 문제’로 치환하는 과정, 즉 ‘단순화(simplification)’가 해석의 핵심 기술이라고 역설했다. 구체적인 단순화 방법으로는 ▲해석 결과에 영향을 미치지 않는 미세한 필렛이나 리브를 제거하는 형상의 단순화 ▲전체 하중의 10% 미만인 부가 하중을 과감히 생략하는 조건의 단순화 ▲완전 접촉 조건의 부품을 하나의 보디로 통합하는 접촉의 단순화 등이 제시됐다.

최 파트장은 “해석은 정답을 알려주는 마법상자가 아니라, 목적지까지 가장 빠르고 정확하게 갈 수 있는 길을 알려주는 내비게이션과 같은 도구”라며, “설계자가 능동적인 관점에서 모델을 단순화하고 불필요한 변수를 제거할 때 비로소 해석의 효율과 수렴성이 극대화된다”고 조언했다.

올인원 툴로 해석 장벽을 허물다

이날 방송에서는 ‘ZW3D Structural’을 활용한 실제 산업군별 해석 시연이 이루어졌다. 페이스 커터(face cutter), 픽업트럭 프레임, 대형 굴삭기 등 복잡한 모델에서 해석 목적과 무관한 부품을 제거하거나 단순화하여 해석 시간을 획기적으로 단축하는 과정이 상세하게 소개됐다.

특히 설계와 해석이 분리된 기존 프로세스와 달리, 단일 플랫폼에서 모델 수정과 해석이 동시에 이루어지는 ‘올인원(all-inone)’ 환경의 강점이 부각됐다. 형상 변경 시 데이터를 변환하고 다시 불러오는 번거로움 없이, 설계 변경 사항이 해석 조건에 즉각 반영되는 워크플로가 시연되었다.

최 파트장은 “과거에는 경험에 의존한 이른바 ‘통밥 설계’가 용인되었지만, 이제는 제품 안전성 증명과 각종 규제 대응을 위해 데이터에 기반한 설계가 필수인 시대”라면서, “설계자와 해석자의 경계가 허물어지고 있는 만큼, 설계자들이 직접 해석 도구를 활용해 제품의 신뢰성을 높이는 것이 경쟁력이 될 것”이라고 전했다.

■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.