특화해석(3rd) – www.veng.co.kr

Solutions

CAE

특화해석(3rd)

설계부터 검증까지 연결되는 통합 엔지니어링 해석 환경을 제공합니다.
구조·유동·열·전자기·피로 해석 기반의 데이터로 더 안전하고 효율적인 제품 개발을 지원합니다.

QustomWeld

Abaqus/CAE 환경 내에서 복잡한 용접 시뮬레이션을 자동화하기 위해 개발된 전용 플러그인 소프트웨어입니다. 사용자는 직관적인 인터페이스를 통해 용접 에너지원의 특성과 로봇의 이동 경로 및 속도를 손쉽게 제어할 수 있습니다. 이 시스템은 단일 용접부터 다중 로봇이 투입되는 복잡한 시나리오까지 폭넓게 지원하며 최적의 용접 배치 시퀀스를 설계하도록 돕습니다.

로봇 제어 (Robots) : 로봇에 용접 작업을 할당하여 토치 속도, 에너지 입력, 체류 시간(dwell time)을 제어합니다.
용접 시나리오 (Welding Scenarios) : 최적의 용접 순서를 찾기 위해 사용자가 여러 시나리오를 정의할 수 있습니다.
사용 편의성 : 필요한 모든 서브루틴이 라이브러리에 미리 컴파일되어 있어, 사용자가 별도의 Fortran 컴파일러를 구비할 필요가 없습니다.

Dante

DANTE는 금속의 열처리 과정을 컴퓨터로 미리 시뮬레이션할 수 있는 전문적인 소프트웨어와 컨설팅 서비스를 제공합니다. 이 기술을 통해 엔지니어들은 실제 생산에 앞서 부품의 경도, 변형 정도, 잔류 응력 및 조직 변화를 정확하게 예측할 수 있습니다. 이를 활용하면 제조 공정에서 발생하는 균열이나 불량을 획기적으로 줄일 수 있으며, 시제품 제작 비용과 시간을 절약하는 효과가 있습니다. 특히 자동차 및 중장비 산업의 주요 기업들은 이 도구를 사용하여 열처리 레시피를 최적화하고 재료비를 절감하고 있습니다.

변형 및 잔류 응력 예측 : 열처리 과정에서 발생하는 부품의 치수 변형과 잔류 응력(residual stress)을 예측합니다.
금속 조직 및 경도 분석 : 금속의 상(phases) 변화와 최종 경도를 시뮬레이션합니다.
결함 원인 파악 : 균열(cracking)이나 열처리 관련 불량의 원인을 분석하고 해결책을 설계할 수 있습니다.

표면 경화(Case Hardening) : 저압 및 가스 침탄(carburization), 가스 질화(nitriding), 유도 경화(induction hardening), 화염 및 레이저 경화 등을 지원합니다.
담금질(Quench Hardening) : 오일, 물, 폴리머 용액 침지, 고압 가스 소입, 프레스/픽스처(press/fixture) 소입, 분무 소입 등을 모델링할 수 있습니다.
기타 열처리 : 템퍼링(tempering, 마르텐사이트 변태 및 고온 템퍼링 포함), 심랭 처리(cryogenic treatment), 석출 경화, 마템퍼링, 오스템퍼링, 노멀라이징(불림), 어닐링(풀림) 등을 포함합니다.

맞춤형 합금 추가 : 사용자가 새로운 합금을 설계하여 DANTE 재료 데이터베이스에 추가할 수 있습니다.
상 변태 모델링 : 강종에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트 등 다양한 상의 생성과 분해를 시뮬레이션하며, 침탄이나 질화 시 탄화물/질화물의 형성도 고려할 수 있습니다.

Endurica

Endurica는 고무 및 엘라스토머 제품의 내구성 분석을 전문으로 하는 세계적인 기술 솔루션 기업입니다. 이 회사는 금속과는 다른 고무 특유의 피로 수명을 정확하게 예측할 수 있도록 설계된 시뮬레이션 소프트웨어와 정밀한 측정 장비를 제공합니다. 고객사는 이를 통해 제품 설계 초기 단계에서 잠재적인 결함을 파악하고 시제품 테스트 비용을 획기적으로 절감할 수 있습니다. 또한, 전문적인 소재 특성 분석 서비스와 기술 교육을 병행하여 자동차, 항공우주, 에너지 등 다양한 산업군의 공학적 의사결정을 지원합니다. 결과적으로 이 플랫폼은 고무 소재 제품이 시장에 더 빠르게 출시될 수 있도록 돕는 통합 내구 설계 시스템 역할을 수행합니다.

Endurica의 주요 기능과 특징은 엘라스토머(고무)의 내구성을 예측하고 분석하는 데 초점이 맞춰져 있으며, 핵심 내용은 다음과 같습니다.

고무 특화 피로 시뮬레이션

Endurica는 금속과는 다른 고무 소재의 고유한 특성(평균 변형률 효과, 열 효과 등)을 반영하여 피로 수명을 정확하게 예측하는 소프트웨어(Endurica CL™, Endurica DT™, fe-safe/Rubber™ 등)를 제공합니다.

테스트 및 분석 장비

칩 앤 컷(Chip & Cut), 내재 강도(Intrinsic Strength), 파단 및 피로(Tear & Fatigue), 발열(Heat Build-up) 등 고무의 내구성을 다각도로 분석할 수 있는 장비를 갖추고 있습니다.

통합 솔루션 제공

단순한 소프트웨어 제공을 넘어, 재료 특성화 서비스, CAE 서비스, 그리고 모델링과 테스트가 결합된 통합적인 서비스를 지원합니다.

개발 효율성 증대

제품 개발 초기 단계에서 내구성 문제를 해결하여 시제품 테스트 비용을 줄이고, "한 번에 제대로(first time right)" 설계할 수 있도록 돕습니다.

True Load

Wolf Star Technologies가 제공하는 True-Load 소프트웨어 솔루션은 제품 개발 과정에서 발생하는 복잡한 하중 계산 문제를 해결하는 데 특화되어 있습니다. 이 기술은 기존의 유한요소해석(FEA) 모델과 변형률 측정 장치를 결합하여 일반 부품을 정밀한 하중 센서로 변환함으로써 실제 물리적 하중을 정확히 역산해냅니다. 사용자는 이를 통해 시뮬레이션 데이터와 실제 측정값 사이의 오차를 최소화하고, 가상 테스트 과정을 간소화하여 제품의 설계 주기를 획기적으로 단축할 수 있습니다. 자동차부터 항공우주 장비까지 폭넓은 산업 분야에 적용되는 이 도구는 구조적 역학에 대한 깊은 통찰을 제공하여 더 안전하고 효율적인 제품 출시를 돕습니다. 결과적으로 엔지니어들은 추측에 의존하지 않고 신뢰할 수 있는 데이터를 바탕으로 설계 최적화와 비용 절감을 실현할 수 있습니다.

Wolf Star Technologies의 소프트웨어 제품군은 구조물의 동적 하중을 이해하고 FEA 모델에서 의사 결정에 필요한 데이터를 추출하는 데 중점을 두고 있으며, 주요 기능은 다음과 같습니다.

True-Load (하중 산출)

FEA 모델의 변형률(strain)과 힘(force)의 관계를 활용하여 기존 부품을 가상의 하중 변환기(load transducer)로 변환합니다. 스트레인 게이지 측정값을 바탕으로 실제 동적 하중을 역산출하며, 시뮬레이션된 변형률이 실제 측정값의 2% 이내에 들어오도록 높은 정확도를 보장합니다.

True-QSE (준정적 이벤트 분석)

복잡한 하중 상황에서 다자유도(MDOF) 응답을 빠르게 시각화하고, 준정적(Quasi-Static) 이벤트를 통해 가상 테스트를 단순화합니다. 이를 통해 재설계 횟수를 줄이고 제품 출시 속도를 높일 수 있습니다.

True-LDE (선형 동적 이벤트 분석)

선형 동적 이벤트(Linear Dynamic Events)를 분석하고 직관적이고 강력한 모달 해석(modal analysis) 기능을 제공하여 더 안전한 제품 설계를 지원합니다.

이러한 기능들은 테스트 비용을 절감하고 설계 반복 횟수를 줄여 제품 개발 과정을 최적화하는 데 기여합니다.

Spark3D

WoundSim은 복합재 압력 용기(COPV)의 설계와 시뮬레이션을 위해 개발된 차세대 소프트웨어 도구입니다. 이 프로그램은 S VERTICAL과 QustomApps의 기술력을 바탕으로 사용자에게 단순하고 빠른 인터페이스를 제공합니다. 사용자는 자동화된 기능을 통해 복잡한 유한요소해석(FEA) 모델을 생성하고, Abaqus 소프트웨어와 연동하여 정밀한 구조 분석을 수행할 수 있습니다. 또한 필라멘트 와인딩 공정의 변수를 최적화하고 제품의 내구성과 파손 가능성을 사전에 예측하는 고급 알고리즘을 갖추고 있습니다. 결과적으로 이 소스는 제조 공정과 설계 효율성을 극대화하는 디지털 엔지니어링 솔루션에 대해 상세히 설명하고 있습니다.

WoundSim은 복합재 압력 용기(COPV)의 설계, 시뮬레이션 및 최적화를 위한 차세대 소프트웨어로, 주요 기능은 다음과 같습니다.

사용자 중심의 설계 환경

독립적이고 포괄적인 사용자 인터페이스를 제공하며, 빠른 응답 속도로 설계 시간을 단축시켜 줍니다. 스마트 레이업 렌더링을 통해 층(layer) 선택 및 교차 감지가 용이합니다.

자동화된 FEA 모델 생성

유한요소(FE)에 대한 전문 지식이 부족해도 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 FEA 모델 생성이 완전히 자동화되어 있습니다. 생성된 모델은 별도의 작업 없이 바로 실행(ready-to-run)할 수 있습니다.

Abaqus와의 완벽한 호환성

Dassault Systèmes의 Abaqus와 완전히 호환되며, Fortran 컴파일러 없이도 재료 물성치에 대한 후처리가 가능합니다.

다양한 시뮬레이션 및 해석 능력

정적/동적 파열 압력(burst pressure), 열 팽창, 동적 낙하 및 충격 테스트, 피로 평가 등을 수행할 수 있습니다. 또한 와인딩 문제를 예측하고 복합재 층의 파손을 예측하는 고급 기능을 포함합니다.

설계 최적화 및 보정(Calibration)

실험계획법(DOE) 기능을 통해 파라메트릭 설계 최적화가 가능하며, 실제 제작된 용기의 측정값을 바탕으로 모델을 보정하고 상관관계를 분석할 수 있습니다.

PCB Module

Simutech에서 개발한 PCB Module은 복잡한 회로 기판 설계를 유한요소해석(FEM) 모델로 신속하게 변환해 주는 고성능 시뮬레이션 전처리 도구입니다. 이 소프트웨어는 ODB++, GDSII, DXF와 같은 설계 데이터뿐만 아니라 이미지 파일까지 지원하여 분석에 필요한 3D 모델링 시간을 혁신적으로 단축합니다. 특히 AI 기술을 활용해 배선의 방향성을 인식하고 최적화된 등가 재료 물성을 산출함으로써, 적은 연산 자원으로도 매우 정밀한 구조 및 열 해석 결과를 제공합니다. 사용자는 주요 관심 영역을 정밀 모델로 구성하고 주변부를 단순화하는 하이브리드 모델링 기법을 통해 해석의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 또한 Abaqus등 다양한 범용 솔버와 호환되어 전자 제품의 개발 주기 단축과 프로토타입 비용 절감에 기여합니다. 모든 전처리 과정은 멀티 프로세싱을 지원하여 대규모 데이터도 빠르게 처리할 수 있는 강력한 성능을 갖추고 있습니다.

빠르고 쉬운 3D FEM 모델 생성

ODB++, GDSII, DXF와 같은 EDA 파일이나 이미지 파일(이미지 인식 활용)을 구조 및 열 해석을 위한 3D FEM 모델로 직접 변환할 수 있습니다.

모델링 시간 단축

메쉬 생성 과정에서 등가 재료(equivalent material)를 사용한 유효 전역 모델을 계산하여, 기존 방식 대비 모델링 시간을 90% 이상 단축할 수 있습니다.

AI 기술 및 이방성 재료 적용

AI 기술을 활용해 레이아웃의 패턴과 방향을 식별하고, 이를 통해 이방성 재료에 대한 더욱 정확한 등가 모델을 구축하여 적은 수의 요소로도 정밀한 결과를 얻습니다.

하이브리드 모델 (Hybrid Model)

전체적인 유효 모델과 특정 관심 영역(Hot zone)의 실제 모델(Real model)을 혼합하여, 계산 시간을 크게 줄이면서도 정확한 해석 결과를 얻을 수 있습니다.

다양한 솔버 호환성

생성된 모델은 Abaqus등 다양한 FEM 솔버를 지원합니다.

F.A.Q

특화해석(3rd)에 대해 자주 묻는 질문과 핵심 정보를 확인해보세요.

Q1. 전자기 시뮬레이션이란 무엇입니까?

전자기장(Electromagnetic fields)의 수치 해석 시뮬레이션은 일반적으로 공간과 시간 영역에서 맥스웰 방정식(Maxwell’s equations)을 이산화(Discretization)하는 것을 기반으로 합니다.

가장 기본적인 FDTD(유한 차분 시간 영역) 방식의 경우, 시뮬레이션 해석 공간은 직교 그리드(Cartesian grid)로 매핑됩니다. 각각의 그리드 셀(Grid cells)은 서로 다른 물성(Material)으로 채워질 수 있으며, 전계(Electric field)와 자계(Magnetic field)는 각 셀의 모서리(Edge)와 면(Facet)을 통해 정의됩니다.

Q2. CST Microwave Studio란 무엇입니까?

CST Microwave Studio (CST MWS)는 CST Studio 소프트웨어 제품군 중 가장 먼저 출시된 제품입니다.

초기에는 유한 적분법(FIT, Finite Integration Technique) 기반의 Transient Solver에 주력하여, 안테나 및 광대역(Wideband) 애플리케이션 분야에 매우 적합했습니다. 또한 FIT 기반의 Eigenmode및 주파수 영역(Frequency Domain) 솔버도 함께 포함되어 있었습니다. 이후 유한 요소법(FEM)과 적분 방정식(Integral Equation) 솔버가 추가되었으며, 마침내 2006년 CST Microwave Studio는 다른 CST 소프트웨어 제품들과 함께 CST Studio Suite라는 하나의 패키지로 통합되었습니다.

Q3. CST Studio Suite 소프트웨어의 장점은 무엇입니까?

CST Studio Suite는 사용자에게 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.첫째, 직관적인 사용자 인터페이스(UI)를 갖추고 있어 모델링, 후처리(Post-processing), 최적화와 같은 필수 작업을 간편하고 단순하게 수행할 수 있습니다.무엇보다 가장 큰 강점은 정전기(Statics)부터 광학(Light)에 이르는 전체 전자기 스펙트럼(Full spectrum)을 아우르며 효율적인 시뮬레이션이 가능한 강력한 솔버(Solver) 제품군을 보유하고 있다는 점입니다. 또한, CST 시뮬레이션 기술이 3DEXPERIENCE 플랫폼과 통합됨에 따라, CST Studio Suite 사용자들은 확장된 협업 환경과 데이터 관리 등 새로운 차원의 혜택을 누릴 수 있습니다.

Q4. CST 소프트웨어의 용도는 무엇입니까?

CST 소프트웨어는 전체 전자기 스펙트럼 대역에 걸친 전자기장(Electromagnetic fields) 시뮬레이션에 사용됩니다. 엔지니어는 이를 통해 설계 초기 단계부터 가상 프로토타입(Virtual Prototype)을 테스트하고, 다양한 설계안의 성능을 비교 분석하여 제품을 최적화할 수 있습니다.

시뮬레이션을 활용하면 필요한 실물 프로토타입 제작 횟수를 줄이고 개발 프로세스를 단축하여, 결과적으로 비용 절감과 제품 출시 기간(Time-to-market) 단축 효과를 얻을 수 있습니다.

또한 제품을 실제 시스템 환경의 일부로 시뮬레이션하여 장착 시 성능(Installed Performance)을 분석하고, 전자기 적합성(EMC) 및 전자파 인체 노출 규정(Exposure limits)을 준수하는지 사전에 검증할 수 있습니다. 이를 통해 많은 시간이 소요되는 재설계나 막대한 비용이 드는 리콜 사태를 미연에 방지할 수 있습니다.

Q5. Antenna Magus는 CST Studio Suite와 어떻게 연동됩니까?

Antenna Magus에서 생성된 안테나 설계는 CST Studio Suite 프로젝트 파일로 내보낼 수 있습니다.

이 파일에는 3D 안테나 형상(Geometry)뿐만 아니라 시뮬레이션 설정값이 미리 정의되어 포함됩니다. 따라서 사용자는 별도의 추가 설정 작업 없이 즉시 3D 전자기 해석(Full-wave 3D simulation) 및 최적화를 수행할 수 있습니다.

Q6. Spark3D는 어떻게 작동합니까?

Spark3D 코로나(Corona) 모듈은 자유 전자 밀도 연속 방정식(Free electron density continuity equation)을 풀기 위해, 최적화된 FEM(유한 요소법) 기술을 적용한 수치 알고리즘을 기반으로 작동합니다.

Spark3D 멀티팩터(Multipactor) 모듈은 완전 3D 전자 추적기(Full 3D electron tracker)를 기반으로 하며, 전자 경로 추적(Path integration)에는 Leap-Frog 알고리즘을, 재료의 SEY(2차 전자 방출 수율) 특성 분석에는 Vaughan 모델을 사용합니다. 이러한 기술들을 통해 임의의 형상을 가진 복잡한 구조물에서도 짧은 연산 시간 내에 정밀한 방전(Breakdown) 분석을 수행할 수 있습니다.

Q7. e-NVH란 무엇입니까?

e-NVH는 전기적/전자기적 소음, 진동, 불쾌감(Electrical/Electromagnetic Noise, Vibration, Harshness)을 의미합니다. 즉, 정전기력(Electrostatic)이나 자기력(Magnetic forces)**을 포함한 전자기력에 의해 야기되는 소음 및 진동 문제를 말합니다. e-NVH 이슈는 수동 부품(인덕터, 변압기, 커패시터 등)이나 전기 기계(전기 모터, 발전기, 액추에이터 등)에서 발생할 수 있습니다.

SIMULIA는 이러한 e-NVH 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 다양한 시뮬레이션 워크플로우를 제공합니다.