유체 역학 및 관련된 다중 물리를 시뮬레이션합니다.
제품의 실제 조건에서의 성능은 기체나 액체와 같은 유체 또는 이 둘을 조합한 물질이 상호 작용하는 방식에 따라 달라집니다. 설계자에서 CFD 엔지니어, 연구원에 이르기까지 엔지니어는 CFD(전산 유체 역학) 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 가장 복잡한 유체 역학 문제를 가상으로 예측하고 이러한 인사이트를 제품 혁신으로 전환할 수 있습니다. 오늘날 CFD 소프트웨어는 유체, 구조 및 모든 관련 물리학을 포함하는 거의 모든 엔지니어링 문제를 빠르고 정확하게 시뮬레이션하는 데 사용됩니다.
Simcenter는 기체든 액체든 상관없이 단상 흐름에 대한 전산 유체 역학 모델의 포괄적인 집합을 제공합니다. Simcenter는 압축성에서 비압축성까지, 층류에서 난류까지 모든 유동 체제에 대한 CFD 해석을 제공합니다. 난류의 경우 다양한 산업의 공기역학 엔지니어가 모든 공통 RANS(Reynolds Average Navier Stokes) 모델, DES(Detached Eddy Simulations) 및 LES(Large Eddy Simulations)를 포함한 포괄적인 최첨단 난류 모델 세트 중에서 선택할 수 있습니다.
극초음속은 현재 연구 및 미래의 상업 비행에서 매우 흥미로운 주제입니다. 극초음속 영역에서는 유체의 해리 및 이온화로 인해 이상 기체(ideal gas)가 적절한 상태 방정식이 아닐 수 있으며, 실제 기체(real gas) 평형이 더 나은 선택일 수 있습니다.
실제 조건에서의 엔지니어링 문제는 층화, 분산, 이산, 필름 등의 여러 유동 체제를 다룹니다. 현재로서는 모든 체제를 포괄할 수 있는 단일 다상 모델은 없습니다. 그러나 Simcenter CFD 소프트웨어는 다상 CFD 시뮬레이션을 위한 포괄적인 범위의 모델들을 제공하며, 이러한 모델들은 유동 체제 간의 전환을 포함하여 많은 유동 체제를 포괄하기 위해 함께 사용할 수 있습니다. 다중 체제, 다중 스케일 다상 흐름을 시뮬레이션하여 제품의 실제 동작을 예측하고 이해할 수 있습니다.
엔지니어링에서 미립자 흐름은 유동층, 사이클론 분리기, 코팅, 컨베이어, 로스터 등 어디에나 존재합니다. 입자 흐름의 밀도가 낮거나 높거나 관계없이 Simcenter CFD 소프트웨어는 입자 효율과 분포를 극대화하고, 에너지 소비를 최소화하며, 과도한 마모와 마모를 방지하고, 전반적인 성능을 최적화하기 위해 완전한 입자 흐름 통합을 제공합니다.
엔지니어는 적절한 입자 움직임과 접촉으로 사실적인 입자 모양을 정확하게 시뮬레이션함으로써 자재 처리 성능을 보장할 수 있습니다. Simcenter는 다른 도구와 달리 하나의 시뮬레이션 환경 내에서 흐름 및 미립자 물리학을 결합하여 제공하므로 시뮬레이션 설정에 드는 노력이 크게 줄어듭니다. 메시 기반 방식과 메시 없는 DEM(이산 요소 방식)을 모두 제공하므로 엔지니어가 항상 가장 적합한 입자 모델링 방식을 선택할 수 있습니다.
Simcenter는 다양한 적용 사례를 포괄하는 포괄적인 반응 유동 및 배출 모델을 제공합니다. 반응 유동 모델과 열 전달, 복사, 다상 반응 및 표면 화학 간의 긴밀한 결합을 지원합니다. Siemens의 반응 유동 모델은 화염 모양과 위치를 파악하고 최적화하며, 고체 성분 온도를 최소화하고 배출을 줄이며 성능 효율성을 최대화 할 수 있도록 지원합니다. 화염 역학, 열 전달, 열 마모, 배출량, 수율, 변환, 선택성 및 불량 조건을 예측하고 파악해 설계의 실제 물리적 특성을 정확하게 포착할 수 있습니다.
Simcenter는 다양한 적용 사례를 포괄하는 포괄적인 반응 유동 및 배출 모델을 제공합니다. 반응 유동 모델과 열 전달, 복사, 다상 반응 및 표면 화학 간의 긴밀한 결합을 지원합니다. Siemens의 반응 유동 모델은 화염 모양과 위치를 파악하고 최적화하며, 고체 성분 온도를 최소화하고 배출을 줄이며 성능 효율성을 최대화 할 수 있도록 지원합니다. 화염 역학, 열 전달, 열 마모, 배출량, 수율, 변환, 선택성 및 불량 조건을 예측하고 파악해 설계의 실제 물리적 특성을 정확하게 포착할 수 있습니다.
전자 장치에서 모빌리티 솔루션까지 오늘날의 혁신적인 제품에는 혁신적인 냉각 및 열 관리 솔루션이 필요합니다. 엔지니어는 Simcenter CFD 소프트웨어를 사용하여 매체 내의 또는 매체 간의 열 전달을 정확하고 효율적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. Simcenter CFD 소프트웨어는 전도, 대류, 복사, 복합 열 전달 및 비등을 통해 유체 및 고체의 온도 분포를 정확하게 예측할 수 있는 전체 열 전달 물리 제품군을 제공합니다. Simcenter 포트폴리오에는 칩 패키지 수준, PCB(인쇄 회로 기판), 랙 및 대규모 데이터 센터의 인클로저까지 특정 전자 장치의 냉각 시뮬레이션 기능을 갖춘 우수한 CFD 소프트웨어가 포함되어 있습니다.
유동으로 인해 발생하는 소음은 차량(또는 기타 제품)의 음향학적 특징에서 중요한 구성 요소입니다. Simcenter는 정상 상태의 모델, 직접 모델(DES/LES), 전파 모델, APE(음향 섭동 방정식) 솔버 등 항공 음향 소음의 소스를 예측하기 위한 정밀한 모델의 라이브러리를 광범위하게 제공합니다.
Simcenter는 먼저 CFD 시뮬레이션을 사용하여 난류를 포착한 후에 이를 항공 음향 소스로 변환하여 두 번째 음향(FEM) 시뮬레이션 모델에 연결하는 하이브리드 항공 음향 방식을 지원합니다. 그런 다음 음향 시뮬레이션 모델에서 환경에 존재하는 반사, 흡수 등 이러한 소스의 음향 전파를 예측합니다. 예를 들면 자동차의 HVAC 시스템 또는 사이드 미러 소음을 예측할 수 있습니다.
실제 조건에서의 거의 모든 엔지니어링 문제는 궁극적으로 유체와 고체 구조 간의 상호 작용에 달려 있습니다. Simcenter CFD 소프트웨어는 FV(유한 볼륨) 기반의 전산 유체 역학과 FE(유한 요소) 기반의 CSM(전산 고체 역학)을 모두 제공합니다. 이를 통해 엔지니어는 사용하기 쉬운 단일 통합 사용자 인터페이스에서 FSI(유체 구조 상호 작용)를 시뮬레이션할 수 있습니다. 이와 같은 접근 방식을 사용하면 비선형 지오메트리와 접합 및 소규모 슬라이딩 접촉을 사용하는 다중 파트가 있는 문제를 포함하여 정적, 준정적 및 동적 문제를 해결할 수 있습니다.
메카니컬 유체 구조의 상호 작용을 확장하는 Simcenter CFD 시뮬레이션 소프트웨어는 열 응력 해석을 위한 효율적인 워크플로를 제공합니다. 열 엔지니어는 유체와 구조물 사이의 열 전달 문제를 해결한 다음, 이를 기반으로 고체 영역의 열 응력을 평가할 수 있습니다.
엔지니어는 Simcenter CFD 소프트웨어의 전산 유변학 기능을 사용하여 확산과 점성 또는 점탄성 거동에 의해 지배되는 유체를 시뮬레이션할 수 있습니다. 비뉴턴 유체의 전산 유체 역학은 믹서, 유동 용기, 슬러리, 돌출 및 재료 처리 작업을 수행하는 소비재, 폐기물 처리 및 식음료 산업의 엔지니어에게 유용합니다. 정확한 유변학 시뮬레이션은 전력 소비, 배출 및 원자재 사용량을 줄이는 동시에 제품 신뢰성, 사용자 경험 및 책임 비용을 개선하기 위한 핵심 요소입니다.
Simcenter CFD 소프트웨어에는 마그네틱 밸브, 솔레노이드, 액추에이터, 전기 기계용 변압기를 포함한 다양한 전자기 시뮬레이션을 처리할 수 있는 광범위한 전자기 모델이 함께 제공됩니다. 이 소프트웨어는 다중 물리 CFD 소프트웨어 제품군으로, 하나의 시뮬레이션에서 냉각수 흐름, 열 전달 및 전자기학을 긴밀하게 결합할 수 있는 통합된 전자기 기능을 제공합니다. 또한 이를 통해 엔지니어는 플라즈마 아크 시뮬레이션, 가스 폭발 회로 차단기, 용접 등 MHD(자기 유체 역학) 응용 분야를 시뮬레이션할 수도 있습니다.
Simcenter CFD 소프트웨어는 전체적인 디지털 트윈을 구현하기 위해 보다 넓은 Simcenter 포트폴리오에 내장되어 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 다중 물리 CFD의 범위를 벗어나는 해석이 필요한 경우 확장된 다분야 프로젝트를 실행하면서 통합된 상태를 유지할 수 있습니다. Simcenter를 사용하면 전용 인터페이스와 공통 데이터 형식을 통해 다른 Simcenter 시뮬레이션 도구와 연결할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 마이크로초에서 수천 초까지 다양한 시간 단위와 정교한 고체 역학에서 신속한 시스템 시뮬레이션까지 다양한 물리학 기능을 사용하여 종합적인 다분야 시뮬레이션을 생성하는 동시에 각 분야에 가장 적합한 시뮬레이션 기술을 활용할 수 있습니다.
