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Simcenter STAR-CCM+ 2206 : What's New?

최종 수정일: 2022년 7월 14일

안녕하세요, 델타이에스입니다.

Simcenter STAR-CCM+ 의 신규 버전(2206) 아래와 같이 소개 드립니다.


 

Simcenter STAR-CCM+ 는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 애플리케이션의 복합적인 구조들을 모델링하고 엔지니어링 가능성을 탐색할 수 있는 능력을 향상시킵니다. 지능적이고 맞춤자동화된 워크플로우에서 통합 클라우드 기반 컴퓨팅에 이르는 혁신적인 시뮬레이션 기술을 통해 더 빠르게 진행할 수 으며, 2206 버전을 통해 더욱 강력해 졌습니다.



Simcenter STAR-CCM+ 의 특징



  • 복합적 모델링


자동화된 워크플로우를 통해 로터 블레이드에 대한 고정밀 공탄성(aerolastic) 시뮬레이션을 실행합니다.

헬리콥터, 도심항공모빌리티(UAM) 차량 및 풍력 터빈과 같은 응용 프로그램은 공기역학 힘과 로터 블레이드의 구조적 반응 사이의 복잡한 상호 작용에 대한 정확한 예측에 크게 의존합니다. 따라서, 진동과 소음을 줄이면서 로터의 성능을 높이기 위해, 높은 정확도를 가지는 공탄성 시뮬레이션은 CFD(Computational Fluid Dynamics) 엔지니어의 핵심 기술이라고 할 수 있습니다.


Simcenter STAR-CCM+ 2206 은 최소한의 노력으로 높은 정확도의 솔루션을 제공하는 완전히 자동화된 로터 블레이드 공탄성 워크플로우를 제공합니다. 새로운 작업 흐름은 RCAS, CAMRAD II, DYMORE 또는 Flightlab과 같은 일반적인 산업 표준 로터 블레이드 구조 역학 솔버에 자동으로 연결하고 매핑합니다.


파일 기반 커플링에서 일시적인 공기역학적 시뮬레이션에서 발생하는 공기역학적 힘과 블레이드의 모멘트는 전체 회전 동안 빔 표현에 자동으로 매핑된다. 구조 역학 솔버는 차례로 이러한 부하에서 탄성 블레이드 변형을 계산한다. 코시뮬레이션(co-simulation) 은 엔지니어가 로터의 복잡한 공력 탄성 거동에 대한 통찰력을 쉽게 얻을 수 있도록 구조 및 유동장 모두에 대해 전체 시스템이 수렴될 때까지 자동으로 반복된다.



연소 시스템의 열음향 안정성을 빠르고 편리하게 파악할 수 있습니다.


열음향은 압력 진동과 열 방출 진동 사이의 커플링을 고려합니다. 이러한 현상은 특히 강화된 배출 요구 조건에 직면하여 수소 사용이 확장됨에 따라 점점 고난이도의 설계 고려 사항이 되고 있습니다.


수소 농축은 열음향 불안정 영역을 당량비 및 화염 온도를 낮추기 위해 이동시키는 것으로 보고되었습니다. 이는 주어진 당량비 또는 화염 온도에서 동적으로 안정된 가스터빈 연소기가 수소 첨가의 결과로 동적으로 불안정해질 수 있음을 의미합니다.


Simcenter STAR-CCM+ 2206을 사용하여 열음향 n-tau 모델의 음향 모달 솔버를 도입했습니다. 이 솔버는 엔지니어로 하여금 빠르고 편리하게연소 시스템의 열음향 안정성을 얻을 수 있게 합니다. 이 방법을 사용하면 추가 분석을 위해 외부 도구로 흐름 솔루션을 내보낼 필요가 없습니다. 실제로, 우리는 정상 상태 RANS 시뮬레이션의 솔루션 필드를 사용하여 후처리 단계로 모달 솔버를 쉽게 실행할 수 있습니다.



  • 가능성 탐색


회전 기계, 프로펠러, 에어포일 등에 대한 성능 맵을 빠르게 탐색할 수 있습니다.


에어포일 또는 회전 기계(예: 펌프, 압축기 또는 프로펠러)와 같은 많은 애플리케이션은 받음각 또는 대량 흐름 처리량과 같은 중요한 작동 매개 변수의 변동에 따라 리프트, 드래그 및 효율성과 같은 성능 메트릭의 갑작스러운 비선형 응답을 공유합니다.


성능 맵에서 이러한 중요한 전환점을 식별하는 것은 이러한 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 가장 중요한 엔지니어링 작업 중 하나입니다. 그러나 에어포일의 피크 리프트를 찾기 위해 필요한 성능 스위프를 수행하거나 회전하는 기계를 위한 속도 라인을 생성하는 것은 필수적이지만, 전통적으로 비용이 많이 듭니다. 일반적으로 스위프를 자동화할 수 있더라도 필요한 정밀도 수준과 다양한 작동 조건 하에서 지연 및 질식 지점을 좁히는 작업은 공학적인 측면에서 계산시간이 매우 시간이 많이 걸리는 작업이 될 수 있습니다.


이제 Simcenter STAR-CCM+ 2206의 새로운 스마트 스위프 기능을 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.


- 보다 스마트하게 자동화합니다.

- 더 빠르게 작업을 수행합니다.

- 보다 효율적인 설계 스위프를 제공합니다.

이러한 중요한 전환점을 성능 맵에 포착해야 하는 애플리케이션에 적합합니다.


설계 관리자에 완전히 내장된 스마트 스위프(sweep)는 자동으로 스테핑 파라미터를 조정하여 대상의 범위를 좁힙니다. 스위프는 자동으로 스텝핑 파라미터를 이등분하여 파라미터 공간의 관심 영역에서 스위프를 해결합니다. 예를 들어, 이등분법을 사용하여 컴프레서 서지의 시작을 감지합니다. 응답 값을 기반으로 한 중지(stop) 기준을 사용하여 실행 불가능한 경우를 방지할 수 있습니다. 또한 해결 시간을 더욱 단축하고 수렴 견고성을 높이기 위해 이전 설계 결과를 연구의 후속 스위프 포인트를 초기화하는 데 사용할 수 있습니다.


정교한 산업 관련 탐사 캠페인과 회전 기계, 프로펠러 곡선, 에어포일 스톨 각도 등을 위한 시뮬레이션 기반의 정확한 성능 맵을 만드는 스마트 스위프 덕분에 그 어느 때보다 쉽고 정밀하며 더 빠릅니다.



  • 빠른 속도


스마트 시뮬레이션 엔지니어는 대칭을 활용하여 시뮬레이션 정확도를 떨어트리지 않으면서, 능률을 높여 왔습니다. 그러나 성능 컴퓨터가 등장했음에도 불구하고, 엔지니어링 업계에서 이러한 대칭성의 활용은 항상 시간과 비용 효율적인 엔지니어링의 핵심 요소입니다.


대칭 가정이 유효한 경우에도 다음과 같은 이상적인 가정의 모델을 실행합니다.

- 2D 또는 3D 섹터

- 축대칭 표현, 또는 1/2 모델

하지만 이러한 가정의 모델은 나중에 사용해야 할 경우 문제가 발생합니다.


초기 조건, 경계 조건 또는 코시뮬레이션에서 전체 구성 시뮬레이션을 제공하는 이상화의 경우, 이상화된 모델에서 전체 모델로 올바르게 변환하는 데 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬웠습니다.


Simcenter STAR-CCM+ 2206 의 Data mapper 에 대한 이상화 변환을 통해 엔지니어는 이제 이상화된 모델에서 사용하기 쉬운 Data mapper 변환까지 전체 구성 솔루션을 훨씬 더 빠르게 생성할 수 있습니다. 사용자의 개입 없이 Simcenter STAR-CCM+는 설정에 이상화가 도입될 때마다 해당 이상화 변환을 자동으로 생성합니다. 예를 들어 주기적 접점 또는 인터페이스가 도입되거나 하프 모델이 생성될 때 부품이 2차원으로 맞물리는 경우 Simcenter STAR-CCM+는 즉시 주기적, 압출적 또는 대칭적 이상화 변환을 각각 생성합니다. 여러 변환의 구성도 인식됩니다.


이러한 이상화 변환을 통해 사용자는 한 번의 클릭으로 소스 간 데이터를 매핑하고 보간할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 이상적인 구성에서 전체 구성으로 빠르게 이동하여 대칭을 완벽하게 활용할 수 있습니다.



데스크톱에서 직접 무제한 컴퓨팅에 즉시 액세스 할 수 있습니다.


클라우드에서 CFD 시뮬레이션을 실행하면 하드웨어로 실행할때보다 유연성과 확장성이 향상되며, 온디맨드 엑세스 권한과 무제한 용량이 제공됩니다.


타사 공급자를 사용하여 클라우드를 설정하고 액세스하게 되는 경우, 클라우드 및 HPC 기술에 대한 상당한 전문 지식 필요하며 기존 워크플로우를 중단하여야 하는 불편함이 있습니다.


Simcenter STAR-CCM+ 는 Simcenter Cloud HPC 를 통해 클라우드에서 시뮬레이션을 위한 원활한 환경을 사용자에게 제공하고 있습니다. Siemens가 구성하고 관리하는 Amazon Web Services 클라우드 인프라를 통해 Simcenter STAR-CCM+ 내에서 직접 작업을 실행합니다. 이 일체형 솔루션에 액세스하는 데 추가 구성이나 전문 지식이 필요하지 않습니다.


부품 기반 이중 스트림 열 교환기를 사용하여 차량 열 시뮬레이션을 효과적으로 모델링합니다.

차량 열 관리 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션에는 다음이 필요합니다.


  1. 매우 복잡한 어셈블리 처리

  2. 수백 개의 부품과 여러 개의 열변환기에 대해 정확하게 물리학적 열전달 모델링


따라서 워크플로우 자동화 및 템플릿를 활성화하는 것은 빠르고 효율적이며 일관된 VTM 시뮬레이션 설정을 위한 중요한 요소입니다.


Simcenter STAR-CCM+ 2206 은 실제 Flow Dual Stream 열교환기 모델에 부품 기반 이중 스트림 열교환기 옵션을 도입하여 엔지니어가 다음을 수행할 수 있도록 지원합니다.


  1. 다양한 차량케이스 (열교환기 개수가 다양한) 를 쉽게 다룰 수 있습니다.

  2. 템플릿 워크플로우를 대폭 간소화시킵니다.

부품 기반 프로파일을 사용하면 모든 냉열 교환기 부품에 대해 하나의 영역, 각 고온 열 교환기 부품에 대해 하나의 영역, 냉열 유체 영역 및 고온 유체 영역에 대해 하나의 영역만 가질 수 있으며, 열 교환기 입력은 부품별로 사용자 정의할 수 있습니다.​


따라서 영역 수, 경계 조건 및 인터페이스 수가 크게 줄어듭니다. 따라서 임의의 수의 열 교환기를 사용하여 템플릿을 만드는 작업흐름이 간소화됩니다.​


이와 같이 새로운 부품 기반 실제 흐름 이중 스트림 열 교환기 모델 및 보고서를 통해 엔지니어는 차량 열 관리 솔루션을 위한 워크플로우 자동화를 보다 빠르게 진행할 수 있습니다.​



  • 통합상태 유지

Simcenter 데이터 교환을 통해 전체적인 애플리케이션에서 효과적으로 협업할 수 있습니다.

엔지니어가 전체적인 애플리케이션에서 효과적으로 협업하려면 CFD에서 기계 및 다체 시뮬레이션으로 결과를 빠르고, 쉽고, 안정적으로 전송할 수 있어야 합니다.


이를 위해 Simcenter STAR-CCM+ 2206은 Simcenter 간의 효율적인 데이터 교환을 도입했습니다. 3D 모델에 대한 공통 데이터 형식을 도입하였으며, 표준화된 Simcenter 데이터 형식인 SCD5 파일은 Simcenter 제품 간에 솔루션 데이터의 강력하고 효율적인 파일 교환을 제공합니다.


이 기능은 열 및 공기역학적 부하가 기계적 성능에 중요한 모든 용도에 적합합니다. 새로운 기능을 통해 구조물의 체적 온도 분포와 표면의 압력 분포를 신속하게 교환할 수 있습니다. 우리는 일시적인 시뮬레이션 결과와 안정적인 시뮬레이션 결과의 교환을 지원합니다.  CFD 데이터의 CGNS 교환을 보완하는 Simcenter 데이터 형식은 유한 요소 솔버의 메쉬 및 요소 규칙을 더 잘 수용합니다. 




 

저희 델타이에스는 Simcenter STAR-CCM+ 를 위한 다수의 전문가가 직접 고객 여러분을 위해 고객 지원을 아끼지 않고 있습니다.


제품 관련 문의는 아래와 같이 부탁드립니다.

070-8255-6001 또는 홈페이지내 1:1 문의하기 (연락처 남겨주시면 빠른 답변이 가능합니다.)


감사합니다하

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