컴퓨터 지원 엔지니어링이란 산업 전반에서 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 제품 성능을 시뮬레이션하여 설계를 개선하거나 엔지니어링 문제 해결을 지원하는 거예요.여기에는 제품, 프로세스, 제조 도구의 시뮬레이션, 검증, 최적화가 포함돼요.
CAE 또는 컴퓨터 지원 엔지니어링이란 광범위한 산업에서 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 물리 기반 성능을 시뮬레이션하여 제품 설계를 개선하거나 엔지니어링 문제 해결을 지원하는 거예요.여기에는 제품, 프로세스, 제조 도구의 시뮬레이션, 검증, 최적화가 포함돼요.
일반적인 CAE 프로세스는 전처리, 해결, 후처리 단계로 구성돼요.전처리 단계에서 엔지니어들은 적용된 하중이나 제약의 형태로 환경뿐만 아니라 기하학적 구조 (또는 시스템 표현) 와 설계의 물리적 특성을 모델링해요.다음으로, 기본 물리학의 적절한 수학적 공식을 사용하여 모델을 풀어요.후처리 단계에서 결과를 엔지니어에게 제출해서 검토를 해요.
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컴퓨터 지원 엔지니어링은 일상 제품의 엔지니어링 설계와 분석을 돕기 위해 실험 및 분석 방법을 대체하거나 보완하는 데 자주 사용되는 잘 정립된 방법론이에요.프로토타이핑과 실험에 비해 CAE 시뮬레이션은 다음과 같은 이점을 제공해요.
컴퓨터 지원 엔지니어링을 사용하면 제품 성능 향상을 위한 엔지니어링 가능성을 빠르게 분석하고 탐색할 수 있어요.
컴퓨터 지원 엔지니어링은 빌드 앤 테스트 방식에 비해 최적화된 제품 설계를 더 빨리 시장에 출시할 수 있게 도와줘요.
컴퓨터 지원 엔지니어링을 활용하면 기존의 물리적 프로토타입 기반 테스트 프로세스에 비해 제품 개발 비용을 크게 줄일 수 있어요.
컴퓨터 지원 엔지니어링은 다음과 같은 하위 영역으로 구성된 광범위하게 정의된 영역이에요.
유한 요소 분석 (FEA) 은 구조, 음향, 전자기 또는 열 성능에 대한 제품 및 어셈블리의 가상 모델링 및 시뮬레이션이에요.FEA는 유한 요소법 (FEM) 의 실제 적용이에요.
전산유체역학 (CFD) 시뮬레이션은 유체의 움직임을 설명하는 데 사용되는 나비에-스토크스 방정식을 기반으로 해요.
윙 플랩이나 랜딩 기어, 슬라이딩 선루프나 서스펜션, 복사기나 다른 메커니즘 같은 복잡한 기계 시스템에서는 엔지니어링 성능을 이해하기가 어려워요.멀티바디 다이나믹스는 기계 시스템의 반력, 토크 등을 계산해요.
시스템 시뮬레이션은 복잡한 시스템 (또는 하위 시스템) 의 특성 변화가 시스템 전체에 어떤 영향을 미치는지 실험하고 연구하는 과정이에요.
컴퓨터 이용 설계 (CAD) 와 CAE를 결합하면 물리적 프로토타입을 만들고 테스트하지 않고도 설계 성능을 가상으로 검증할 수 있어요.제조 프로세스가 점점 복잡해지면서 가상 검증은 기업이 상당한 자본을 투자하기 전에 시스템을 계획하고 설계하고 구현하는 데 도움이 될 수 있어요.
CAE를 설계 공간 탐사, 심지어 인공 지능 (AI) 과 결합하면 CAE의 미래는 예측 공학이 될 수 있어요.엔지니어가 CAE를 사용하여 제품 요구 사항, 예상 적재 조건, 작동 환경을 기반으로 부품을 설계할 수 있다는 뜻이에요. 그러면 시뮬레이션을 통해 단순히 사람이 만든 설계를 검증하고 검증하는 데 그치지 않고 설계를 주도하고 만들 수 있어요.
