CFD 시뮬레이션

기체든 액체든, Simcenter는 단상 흐름에 대한 포괄적인 전산 유체 역학 모델 세트를 제공해요.압축성에서 비압축성까지, 층류에서 난류까지, Simcenter는 광범위한 흐름 조건과 응용 분야에서 CFD 분석을 지원해요.난류의 경우 엔지니어는 레이놀즈 평균 나비에-스토크스 (RANS), 분리형 에디 시뮬레이션 (DES), 대형 에디 시뮬레이션 (LES) 등 최첨단 난기류 모델 포트폴리오 중에서 선택하여 정확도와 계산 비용 간의 적절한 균형을 유지할 수 있어요.

Simcenter에는 유한 볼륨 CFD 접근 방식 외에도 신속한 공기역학 및 유체역학 분석을 지원하는 패널 방법 기능도 포함되어 있어요.패널 방식은 표면 기반의 와류 구동 공식을 사용하여 볼륨 메싱 필요 없이 복잡한 형상 주위의 주요 흐름 특징을 효율적으로 캡처해요.이 접근 방식은 초기 설계 및 개념 평가에 특히 적합해요. 부하, 힘, 성능 특성을 빠르게 예측할 수 있고 이후 단계 검증을 위해 충실도가 높은 CFD를 보완할 수 있어요.

극초음속과 초음속 흐름은 연구와 차세대 항공우주 응용 분야의 최전선이에요.이런 고속 체제에서는 강한 충격파, 높은 온도, 극심한 압력 변화가 흐름 거동을 지배해요.기체 해리와 이온화 효과가 심각해지면서 이상적인 기체 가정은 더 이상 유효하지 않을 수 있어요. 흐름 물리학과 성능을 정확하게 포착하려면 실제 기체와 열화학 모델링 접근법이 필요해요.

Simcenter CFD 시뮬레이션은 압축성, 초음속, 극초음속 흐름을 모델링하는 고급 기능을 제공하며, 적절한 물리적 모델과 수치 방법을 사용하여 충격 상호 작용, 공기역학적 가열 및 높은 마하 수 흐름 현상의 분석을 지원해요.초기 개발 단계에서 외부 초음속 및 극초음속 공기역학을 신속하게 평가하기 위해 Simcenter에는 패널 방식도 포함돼요.이 표면 기반 방법은 볼륨 메싱 없이 복잡한 구성의 압력 분포, 힘, 모멘트 같은 주요 공기역학적 특성을 효율적으로 캡처해 나중에 세부 흐름 물리학 및 검증에 사용되는 고화질 CFD 시뮬레이션을 보완해요.

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실제 엔지니어링 문제에는 층화, 분산, 이산, 필름 등의 여러 흐름 체계가 포함돼요. 현재까지 모든 영역을 포괄할 수 있는 단일 다상 모델은 없습니다. 하지만 Simcenter CFD는 다상 CFD 시뮬레이션용 포괄적인 모델을 제공하는데, 이 모델을 함께 사용하여 이들 간의 전환을 포함하여 여러 흐름 영역을 포괄할 수 있어요.다중 영역, 다중 규모 다상 흐름을 시뮬레이션하여 제품의 실제 동작을 예측하고 이해하세요.

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입자 역학은 유동층, 사이클론 분리기, 코팅 공정, 컨베이어, 로스터, 벌크 자재 처리 시스템 등 많은 엔지니어링 응용 분야에서 중요한 역할을 해요.묽은 입자 흐름을 처리하든 밀도가 높은 입자 흐름을 처리하든, Simcenter CFD 시뮬레이션은 입자 분포를 최적화하고, 에너지 소비를 줄이고, 마모와 마모를 최소화하고, 전체 시스템 성능을 최대화하는 데 도움이 돼요.입자-입자 상호작용과 접촉 역학이 물리학을 지배하는 애플리케이션을 위해 Simcenter는 고급 이산 요소법 (DEM) 기능을 제공해요.이러한 입자 분해 방식을 사용하면 입자 모양, 크기 분포, 접촉 거동, 재료 특성을 사실적으로 모델링할 수 있어 벌크 물질의 흐름, 분리, 파손, 응집 및 마모를 정확하게 예측할 수 있어요.이는 기존 CFD 기반 입자 모델로는 충분하지 않은 고밀도 과립 시스템에서 특히 중요해요.

Simcenter는 통합된 시뮬레이션 프레임워크에 DEM과 CFD를 결합함으로써 복잡한 입자-유체 시스템의 세부 시뮬레이션을 가능하게 해요.엔지니어들은 희석 흐름을 위한 CFD 기반 입자 방법부터 고밀도 입자 시스템을 위한 풀 DEM에 이르기까지 가장 적절한 모델링 접근 방식을 유연하게 선택할 수 있어 광범위한 산업 응용 분야에서 정확성과 효율성을 보장할 수 있어요.

입자 흐름과 DEM에 대해 더 읽어 보세요.

Simcenter는 광범위한 응용 분야를 포괄하는 포괄적인 반응 흐름 및 방출 모델 제품군을 제공해요.반응 흐름 모델과 열 전달, 복사, 다상 반응, 표면 화학 사이의 긴밀한 결합을 가능하게 해요.우리의 반응 흐름 모델은 화염 모양과 위치를 이해하고 최적화하고, 고체 부품 온도를 최소화하고, 배출을 줄이고, 성능 효율성을 극대화하는 데 도움이 돼요.화염 역학, 열 전달, 열 마모, 방출, 수율, 전환율, 선택성 및 바람직하지 않은 조건을 예측하고 이해하여 설계의 실제 물리학을 정확하게 포착할 수 있어요.

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평활입자 유체역학 (SPH) 은 빠르고 그물망이 없는 전산 유체 역학 방법이에요.메싱이 필요하지 않기 때문에 엔지니어들이 빠르고 강력한 방법으로 복잡한 형상과 동작을 쉽게 처리할 수 있어요.SPH ONE을 사용하면 복잡한 고도로 동적인 유체/유체 인터페이스를 별도의 노력 없이 해결할 수 있어요.따라서 SPH 방법은 차세대 수치 방법의 일부예요. 여전히 나비에-스토크스 방정식을 기반으로 하면서도 기존 접근법으로 맞물림 관련 제약을 극복하기 위해 개발됐어요.

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전자 기기에서 모빌리티 솔루션에 이르기까지 오늘날의 혁신적인 제품에는 혁신적인 냉각 및 열 관리 솔루션이 필요해요.Simcenter CFD Suite를 사용하면 엔지니어들이 매체 내 또는 매체 간 열 전달을 정확하고 효율적으로 시뮬레이션할 수 있어요.전도, 대류, 복사, 공액 열 전달, 비등 기능을 갖춘 Simcenter CFD 시뮬레이션은 완전한 열 전달 물리학 제품군을 제공하여 유체와 고체의 온도 분포를 정확하게 예측해요.Simcenter 포트폴리오에는 칩 패키지 레벨, 인쇄 회로 기판 (PCB), 랙, 대형 데이터센터 인클로저에 대한 특정 전자 냉각 시뮬레이션 기능을 사용한 선도적인 CFD 분석 기능이 포함되어 있어요.

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흐름으로 인한 소음은 차량, 건물, 팬, 산업 장비 음향 신호의 중요한 구성요소예요.Simcenter는 항공 음향 소음원을 예측하기 위한 포괄적인 모델링 접근법을 제공해요. 여기에는 정상 상태 방법, 과도 래티스 볼츠만 방법 (LBM), DES와 LES 기반의 고음질 직접 시뮬레이션, 소리 전파 모델, 고급 음향 섭동 방정식 (APE) 솔버 등이 포함돼요.

Simcenter는 CFD 시뮬레이션이 소음원 역할을 하는 난류 구조를 먼저 캡처하는 하이브리드 항공 음향 워크플로를 지원해요.그런 다음 이 소스를 유한 요소 기반 접근법을 포함한 전용 음향 시뮬레이션으로 전송해서 반사, 흡수, 환경 영향을 고려하면서 소리 전파를 예측할 수 있어요.일반적인 응용 분야로는 HVAC 노이즈, 사이드 미러 노이즈, 기타 흐름으로 인한 사운드 현상이 있어요.

또한 Simcenter는 LBM과 GPU 가속을 기반으로 한 빠른 시뮬레이션 접근법으로 항공 음향 기능을 확장해요.이 방법은 높은 시간 해상도로 불안정한 흐름 거동을 직접 캡처하여 외부 항공 음향 소음을 정확하게 예측할 수 있는 매력적인 대안이에요.

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거의 모든 실제 엔지니어링 문제는 결국 유체와 고체 구조물 간의 상호 작용에 따라 달라져요.Simcenter CFD 시뮬레이션은 유한 체적 (FV) 기반 전산 유체 역학과 유한 요소 (FE) 기반 전산 고체 역학 (CSM) 을 모두 제공해요.이를 통해 엔지니어들은 사용하기 쉬운 단일 통합 사용자 인터페이스에서 유체-구조 상호 작용 FSI를 시뮬레이션할 수 있어요.이 방법을 사용하면 고정된 작은 슬라이딩 접점을 사용하여 비선형 기하학과 여러 부품과 관련된 문제를 포함하여 정적, 준정적, 동적 문제를 해결할 수 있어요.

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기계적 유체-구조 상호 작용을 확장하는 Simcenter CFD 시뮬레이션은 열 응력 분석을 위한 효율적인 워크플로우를 제공해요.열 엔지니어는 고체 영역의 열 응력 평가를 기반으로 유체와 구조물 사이의 열 전달 문제를 해결할 수 있어요.

엔지니어들은 Simcenter CFD 분석의 전산 유변학을 사용하여 확산과 점성 또는 점탄성 거동이 지배하는 유체를 시뮬레이션할 수 있어요.비뉴턴 유체의 전산 유체 역학은 믹서, 플로우 컨테이너, 슬러리, 압출, 재료 처리를 다루는 소비재, 폐기물 처리, 식음료 산업 엔지니어들에게 유용해요.유변학을 정확하게 시뮬레이션하는 것이 제품 신뢰성, 사용자 경험, 책임 비용을 개선하면서 전력 소비, 배기가스 배출, 원자재 사용을 줄이는 열쇠예요.

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Simcenter CFD Suite는 자기 밸브, 솔레노이드, 액추에이터, 변압기에서 전기 기계에 이르는 다양한 전자기학 시뮬레이션을 처리할 수 있는 광범위한 전자기 모델과 함께 제공돼요.다중물리 CFD 제품군으로서 통합 전자기학 기능을 제공해서 냉각수 흐름, 열 전달, 전자기학을 하나의 시뮬레이션으로 긴밀하게 결합할 수 있어요.또한 엔지니어들이 플라즈마 아크 시뮬레이션, 가스 블라스트 회로 차단기, 용접 등 자기유체역학 (MHD) 응용 분야를 시뮬레이션할 수 있어요.

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전체론적 디지털 트윈을 구현하기 위해 Simcenter CFD 시뮬레이션이 더 광범위한 Simcenter 포트폴리오에 내장돼있어요.이렇게 하면 분석이 다중물리 CFD를 넘어서야 할 때 엔지니어들이 통합된 상태를 유지하면서 확장된 다학문 프로젝트를 실행할 수 있어요.Simcenter를 사용하면 전용 인터페이스와 공통 데이터 형식을 통해 다른 시뮬레이션 도구와 결합할 수 있어요.이를 통해 엔지니어는 마이크로초에서 수천 초에 이르는 시간 척도와 정교한 고체 역학에서 빠른 시스템 시뮬레이션에 이르는 물리학을 사용하여 총체적인 다분야 시뮬레이션을 만들고 각 분야에 가장 적합한 시뮬레이션 기술을 활용할 수 있어요.

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엔지니어링 시스템이 점점 복잡해지고 설계 주기가 짧아지면서 엔지니어들은 성능 예측에 대한 확신을 유지하면서 넓은 설계 공간을 탐색할 수 있는 더 빠른 방법이 필요해요.AI 기반 지오메트리 딥 러닝 (GDL) 을 사용하면 기하학과 시뮬레이션 데이터에서 직접 빠르게 예측할 수 있어 초기 의사 결정을 가속화하고 더 광범위한 설계 탐색을 할 수 있어요.

Simcenter는 지오메트릭 딥러닝을 CFD 워크플로에 통합해서 기존 시뮬레이션을 보완하는 고화질 서로게이트 모델을 만들어요.새로 생성하든 기존 데이터 세트에서 재사용하든 시뮬레이션 결과에서 직접 학습함으로써 GDL 모델은 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 빠른 성능 예측을 제공해요.이 접근 방식을 통해 엔지니어는 계산 집약적인 시뮬레이션을 가장 유망한 개념에 집중하고 AI를 사용하여 설계 대안을 효율적으로 선별, 비교 및 개선할 수 있어요.그 결과 반복 속도가 빨라지고, 과거 시뮬레이션 투자를 더 잘 활용할 수 있으며, 물리 기반 시뮬레이션 워크플로우에 원활하게 연결된 확장 가능한 AI 기반 인사이트가 가능해요.

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