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유체유동시뮬레이션, 제품개발과동시에수행!!

SOLIDWORKS Flow Simulation

조윤태 차장다쏘시스템코리아2015년 11월 24일

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설계의모든단계를위한직관적인솔루션

SOLIDWORKS SOLIDWORKS

Electrical

SOLIDWORKS

PDM

SOLIDWORKS

Composer

SOLIDWORKS

Simulation

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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설계 시뮬레이션이란?설계와동시에제품성능및거동을예측하기위한접근방법

비용이 많이 드는 과도 설계를 회피하는동시에 혁신을 가속화하고 제품을 더빨리 출시하기 위한 검증된 방법

제품 개발 프로세스의 모든 단계에서광범위한 물리 시나리오에 적용 가능:

구조 해석

모션 시뮬레이션

유체 유동 & 열유동 해석

사출 성형 해석

환경 영향 평가

다중물리(Multi-physics) 해석

제품 개발 및 제작 비용 절감

에너지와 재료 비용 절감

많은 비용이 소요되는 프로토타입 감소

제품 품질/유효성 향상

제품 성능 향상 및 보증 가능

다양한 시나리오에 대한 제품 성능 테스트

제품 혁신/시장 점유율 증가

새로운 아이디어에 대한 신속한 검증

혁신적인 제품을 시장에 빠르게 출시

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SOLIDWORKS의 제안

초기단계사업계획

제품 설계(설계자)

운용최종 사용자요구 사항

순차적프로세스

설계 검증(CAE 전문가)

\운용

초기단계사업계획

SOLIDWORKS의 제안

보다나은비즈니스의사결정

설계 검증(설계자)

제품 설계(설계자)최종 사용자

요구 사항

보다 이른시점에

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SOLIDWORKS SIMULATION 제품군Sustainability

Sustainability

Flow Simulation

Electronic

Cooling

HVAC

Core

Plastics

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Professional

Premium

Simulation

Premium

Professional

Standard

구조

해석

열유동

해석

사출

성형

해석

환경

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평가

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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SOLIDWORKS Flow Simulation유체 유동 및 열 전달 시뮬레이션을 위한 범용 CFD 소프트웨어

SOLIDWORKS와의완벽한 통합

강력한 3D 설계 검증 도구

동시병행 엔지니어링(Concurrent

Engineering) 구현

내부/외부 층류/난류/천이 열전달 회전체유동

압축성유체 비뉴턴유체 유체구조연성비정상상태

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SOLIDWORKS Flow Simulation

Electronic Cooling(Add-On)

엔지니어링데이터베이스확장

줄가열 히트파이프 2저항컴포넌트 PCB 생성기

HVAC(Add-On)

엔지니어링데이터베이스확장

쾌적도지표고급복사모델 혼합물스터디

열관련문제최적화를위한시뮬레이션

제품에서 발생하는 열 관련 문제를 해석하고, PCB 및 단자함설계에서의 열 전달 해석을 통한 최적 설계 수행

HVAC 및고급복사를위한시뮬레이션

사람과 환경을 위한 효율적인 냉각 시스템, 조명시스템 또는 효율적인 오염 물질 제거 시스템등의 설계와 관련된 난제에 대한 시뮬레이션

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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SOLIDWORKS 와 완벽하게 통합된 유일한 CFD 솔루션

SOLIDWORKS Flow Simulation

유동 해석을 위한 사용하기쉬운 직관적인 마법사

전문 지식이 필요하지 않기 때문에 설계자들도 쉽게 적용 가능

설계 최적화 수행 가능(파라메트릭스터디)

SOLIDWORKS 치수 및 유동 파라미터 기반

SOLIDWORKS Simulation으로자동 결과 변환

강력한 솔버 및 메시 생성 테크놀로지

얇은 벽을 가진 솔리드 및 복잡한 지오메트리

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∅50인 Pipe 지오메트리 ∅50인 Pipe 유체 영역

SOLIDWORKS와의 완벽한 통합

변경

SOLIDWORKS 내에서 애드인 형태로 사용 가능 SOLIDWORKS와완벽한 통합되어 모델링의

변경사항이 Flow Simulation 모델에 즉각 반영유체 영역에 대한 지오메트리를 별도로 제작할 필요가

없으므로 해석 모델 준비 시간이 획기적으로 감소

∅35인 Pipe 지오메트리 ∅35인 Pipe 유체 영역

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유체영역자동 인식고체영역 유체영역

고체 영역 지오메트리를기반으로유체 영역 자동인식 및 자동 생성

별도의파트 파일로 저장 가능

유체 영역에대한 별도지오메트리를작성할필요가없으므로지오메트리준비 시간을획기적으로감소 가능

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Flow Simulation Wizard유동 해석 수행을 위해 필요한 사항들을 단계적으로 설정

1. 프로젝트 이름

2. 단위계

3. 해석 유형

4. 기본 유체

5.벽 조건

6.초기 조건

7.결과 및 지오메트리 해상도

유동해석에 대한 전문 지식 없이도 누구나 해석에필요한 사항들을 정확하게 설정 가능

해석에 필요한 설정을 위한 시간이 획기적으로 감소

마법사설정단계

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Flow Simulation & CircuitWorks*CircuitWorks로부터 부품속성값불러오기/열원및재질정보자동입력

SOLIDWORKS CircuitWorks Flow Simulation

재질 및 열원 정보

* : SOLIDWORKS Professional, Premium에서 제공하는 기능

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파라메트릭 스터디(Parametric Study)치수및유동파라미터기반으로설계최적화수행가능

Goal Optimization What-If Scenario Goal Optimization:

지정된 Goal을달성할때까지선택한범위내에서특정파라미터가반복적으로바뀌는또는설계에영향을미치는특정경향을스터디하는일련의계산실행

What-If Scenario:

Goal로정의되어있는선택된유동파라미터에대한결과를획득하기위해서선택된가변파라미터들이변경되는일련의계산수행

여러가지설계안에대한계산을자동으로수행하고최적화된설계안도출가능

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Solution Adaptive Mesh유동장의구배에따라메시의밀도자동조정

유동장구배높은곳: 메시추가유동장구배낮은곳: 메시병합

자동혹은수동으로지정가능

보다효율적으로정확한해석수행가능

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슬라이딩 메시(Sliding Mesh)회전체(모터, 임펠러, 프로펠러, 팬)에대한유동해석수행

비정상상태가정

계산영역을고정영역과회전영역으로구분

고정영역과회전영역이 “Sliding Interface”로연결

Flow Simulation 2015 이상버전에서사용가능

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리모트솔버(Remote Solver)다른시스템의리소스활용하여해석수행

네크워크상의사용하지않는다른시스템의리소스활용하여해석수행

보다신속하게효율적으로해석수행가능

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일괄실행(Batch Run)

Project 1

Project 3

Project 2

모델과경계조건등이다른세가지의 Project에대한해석수행

여러 개의 해석 Case들에 대한 Meshing, Solving 을일괄적으로 실행 가능( Batch Run)

Flow Simulation이해석이 종료되면 다음 Case 에 대한해석을 자동으로 실행해석이 종료될 때까지 기다릴 필요 없음.

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유동해석결과 내보내기(유체구조연성해석)

유동 해석 결과를 구조 해석의하중 조건(압력)으로 사용

SOLIDWORKS

Flow Simulation

SOLIDWORKS

Simulation

Flow Simulation을이용한 유동 해석이완료된 후 마우스 클릭 한번으로유동 해석결과를 SOLIDWORKS Simulation으로내보내기 가능

유체력에 의해 구조물에서 발생되는 응력및 변형에 대한 해석 수행 가능

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해석결과 eDrawings로내보내기

SOLIDWORKS Flow Simulation이설치되어 있지 않은 시스템에서도해석 결과를 무료로 제공되는eDrawings를 이용하여공유 가능

부서 및 협력업체간 해석 결과를원활하게 공유 가능

Flow Simulation eDrawings

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솔버의멀티프로세서 지원

Processor 수제한없음 SOLIDWORKS Knowledge Base 참조

멀티코어 프로세서를 지원하며 프로세서수는 무제한으로 지원

시스템에서 사용 가능한 프로세서 수는자동 인식되며 사용할 프로세서의 수지정 가능

보다 빠르고 정확하게 해석 수행 가능

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최소메시크기

SOLIDWORKS Knowledge Base 참조

0.1𝜇m 크기의 메시 작성 가능 𝜇m 단위의 지오메트리에 대한 해석 가능

0.1 micro-meter

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What’s New in 2016대칭모델의결과대칭복사

Transient 솔버속도개선

개선된메시제어(갭채우기)

SOLIDWORKS로부터 일광속성불러오기

Ver.Time

step, s

Solver

Time, h

2015 0.003 36

2016 10 2

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등거리로컬메시컨트롤

5mm

10mm

20mm

쉘오프셋수정의

전체쉘에대한세분화레벨지정

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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설계 통찰력

장착되는 팬의갯수결정

팬의냉각효율에 대한평가

팬사양과위치 결정

부품의 제한온도초과여부

설계자의고민

SOLIDWORKS Flow Simulation을 이용하여여러가지 시나리오에 대한내부유동해석 결과를분석하여최적의 설계선정

Electric Enclosure – 3D Model

솔루션

Fan

SPS Coil(제한온도: 40 도)

Transformer(제한온도: 60 도)

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설계 통찰력

2개의 Fan이장착된 Electric Enclosure 내부단면에서의온도분포

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설계 통찰력

1개의 Fan이장착된 Electric Enclosure 내부단면에서의장착위치별온도분포

10mm 20mm

30mm 40mm

50mm 60mm

팬의 위치에 따른 온도 분포

해석 결과를 비교 분석하여 설계 통찰력획득 가능

팬의 용량 및 위치 결정을 위한 정보획득 가능

제품 설계 단계에서 설계자에게 필요한정보를 제공하고 설계자는 보다 이른시점에 의사 결정 가능

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설계시뮬레이션

제품소개

주요기능

설계통찰력

제품 Demo

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SOLIDWORKS Flow Simulation Demo설계프로세스의초기단계에서제품에대한통찰력획득

LED 전구

자동차공기흡기/배기시스템

노즐형상에대한설계최적화

유출구에서의가스혼합효율에대한평가

혼합효율이가장우수한노즐파악

히트싱크에대한설계최적화

각 LED에서의최대온도에대한평가

방열성능이가장우수한히트싱크파악

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Demo Model #1: LED 전구 12개의 LED가부착되어있는전구

해석목적:

최적의방열성능을발휘하는히트싱크핀설계

해석모델설정

외부유동

고체에서의열전달고려

2 저항컴팩트/접촉저항모델

자연대류고려

Heat Sink

Lamp Body

Lamp Bottom LED

MC PCB

20 40 60 80 100

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SOLIDWORKS Flow Simulation - Demo

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SOLIDWORKS Flow Simulation - Benefit

직관적인프로젝트설정마법사

• 해석설정을위해필요한시간절감

유체영역자동인식

• 유체영역에대한별도의지오메트리생성불필요

다양한시뮬레이션결과검토도구

• 설계통찰력획득을통한기술적관점의결정

파라메트릭스터디

• 최적의냉각성능을보장하는히트싱크설계안파악

20

40

60

80

100

91.1 °C

88.7 °C

89.4 °C

90.6 °C

92.0 °C

No. Fin LED Max. Temp

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Demo Model #2: 자동차 흡/배기 시스템

자동차의흡기와배기가스를혼합하여대기중으로배출시키는시스템

해석목적

최적의가스혼합효율을보유한노즐형상설계안결정

해석모델설정

내부유동(Lid 생성)

2 개의기체(공기, 배기가스) 이용

기체농도활용

공기(질량 유량: 50g/s)

농도: 공기 100%, 배기가스 0%

배기가스(질량 유량: 9 g/s)

농도: 공기 0%, 배기가스 100%

대기압

Default Extended Turned

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SOLIDWORKS Flow Simulation - Demo

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SOLIDWORKS Flow Simulation - Benefit

3D CAD와의완벽한통합

• 3D CAD에서의설계변경이자동으로해석모델에반영

유체영역자동인식

• 유체영역에대한별도의지오메트리생성불필요

다양한시뮬레이션결과검토도구

• 설계통찰력획득을통한기술적관점의결정

가상시나리오에대한검증

• 최적의혼합효율을보장하는설계안파악

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SOLIDWORKS Flow Simulation3D CAD & CFD 통합환경제공

• 설계자도쉽게도입/적용가능

• 모델변경의즉각적인반영

• 파일변환문제해소

3D CAD와의 완벽한 통합

• 설계와동시에해석수행

동시병행엔지니어링

• 파라메트릭스터디

• 가상시나리오

설계최적화

혁신적인제품개발

제품개발기간단축

제품개발비용감소

제품품질/성능향상

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