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전산 유체 역학 시뮬레이션

전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션은 유체의 움직임을 설명하는 데 사용되는 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 합니다.

전산 유체 역학이란 무엇입니까?

전산 유체 역학 시뮬레이션에는 역학의 기본 법칙을 사용하고, 유체 역학의 지배 방정식을 사용하고, 물리적 문제를 수학적으로 공식화하기 위한 모델링이 포함됩니다. 공식화되면 컴퓨팅 리소스는 수치적 방법을 사용하여 CFD 소프트웨어를 사용하여 방정식을 풀고 관련된 물리적 특성에 대한 대략적인 솔루션을 얻습니다.

전산 유체 역학 시뮬레이션은 유체의 운동을 설명하는 데 사용되는 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 합니다. CFD 시뮬레이션의 정확도는 모델의 충실도, 사용된 근사치 및 가정, 실험 검증 및 사용 가능한 컴퓨팅 리소스에 따라 달라집니다. 전산 유체 역학 시뮬레이션의 불확실성과 오류를 특성화하여 설계 및 분석에 효과적인 도구로 사용하는 것이 중요합니다.

유체의 거동과 주변 환경과의 상호 작용을 예측하는 세 가지 주요 방법(실험적, 분석적, 수치적)이 있습니다. 전산 유체 역학은 계산 방법과 하드웨어를 사용하여 정상 및 불안정 유체 운동을 시뮬레이션하는 수치적 방법입니다.

전산 유체 역학은 일상 제품의 엔지니어링 설계 및 분석을 지원하기 위해 실험 및 분석 방법을 대체하거나 보완하는 데 자주 사용되는 잘 정립된 방법론입니다.

관련 제품: Simcenter STAR-CCM+ | Simcenter FLOEFD | Simcenter Flotherm | Simcenter Flotherm XT | Simcenter Battery Design Studio

다중 물리 전산 유체 역학 시뮬레이션 소프트웨어 스크린샷.
Simcenter STAR-CCM+ 소프트웨어의 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션 비주얼.

여러 분야 전반의 CFD 시뮬레이션 활용

이 솔루션 가이드를 살펴보고 Simcenter 유체 및 열 솔루션에 대해 자세히 알아보십시오.

솔루션 안내서 살펴보기

혜택 알아보기

전산 유체 역학은 일상 제품의 엔지니어링 설계 및 분석을 지원하기 위해 실험 및 분석 방법을 대체하거나 보완하는 데 자주 사용되는 잘 정립된 방법론입니다. 프로토타이핑 및 실험과 비교할 때 CFD 시뮬레이션은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

성능 향상

전산 유체 역학 시뮬레이션을 사용하면 제품 성능 향상을 위한 엔지니어링 가능성을 신속하게 분석하고 탐색할 수 있습니다.

시간 단축

CFD 시뮬레이션을 사용하면 제작 및 테스트 방법보다 더 빠르게 최적화된 제품 설계를 시장에 출시할 수 있습니다.

비용 감소

전산 유체 역학을 활용하면 기존의 프로토타입 기반 설계 프로세스에 비해 제품 개발 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

CFD 시뮬레이션 프로세스의 단계

소프트웨어에 관계없이 모든 전산 유체 역학 시뮬레이션은 이러한 일반화된 단계를 따릅니다.

Simcenter STAR-CCM+ 소프트웨어의 메싱 그래픽.

Preprocessing

전처리 단계에는 형상을 작성하고 CFD 시뮬레이션을 위해 준비하는 작업이 포함됩니다. 메싱 또는 그리드 생성이라는 프로세스에서 CFD 도구는 도메인을 작은 볼륨/셀로 나눕니다. 사용자는 유동 조건, 유체 특성 및 초기 경계 조건을 적용합니다.

CFD 시뮬레이션 소프트웨어는 CFD 솔버를 사용하여 이산화된 방정식을 반복적으로 풀기 시작합니다.

Solving

CFD 시뮬레이션 소프트웨어는 CFD 솔버를 사용하여 이산화된 방정식을 반복적으로 풀기 시작합니다. 이 단계에는 상당한 시간이나 컴퓨팅 리소스가 필요할 수 있습니다. 복잡한 시뮬레이션의 경우 더 많은 기업이 이 문제에 대한 비용 효율적인 솔루션으로 클라우드 컴퓨팅으로 전환하고 있습니다.

GPU에서 Simcenter STAR-CCM+를 실행할 때의 이점을 표현하여 복잡성을 모델링하는 동안 더 빠르게 진행할 수 있는 전산 유체 역학(CFD) 기능을 제공합니다.

Postprocessing

해석이 완료되면 다음 단계는 보고서, 모니터, 플롯, 2D/3D 이미지 및 애니메이션을 사용하여 시뮬레이션 결과를 정성적 및 정량적으로 분석하고 시각화하는 것입니다. 결과의 확인 및 검증도 이 단계에 포함됩니다.

다중물리 전산 유체 역학

현대의 전산 유체 역학은 유체 흐름과 열 전달 거동을 시뮬레이션하고 예측하는 기능 그 이상입니다. 오늘날 CFD는 종합 CAE(Computer-Aided Engineering) 환경에 내장되어 엔지니어가 반응 흐름에서 공기 음향학, 다상 흐름에서 입자 역학, 전자 냉각에서 공기 역학에 이르기까지 광범위한 유체 관련 물리학을 모델링하고 관련 유체 역학에 긴밀하게 결합할 수 있도록 합니다. 이는 최대 성능을 달성하기 위해 전체적인 교차 도메인 엔지니어링이 필요한 점점 더 복잡해지는 제품의 세계에서 근본적으로 중요합니다.

CFD 시뮬레이션 관련 제품 살펴보기

레이싱 차량 두 대의 Simcenter STAR-CCM+ 모형.
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Simcenter STAR-CCM+ CFD software

Simcenter STAR-CCM+는 다중 물리 CFD(전산 유체 역학) 소프트웨어입니다. 이를 통해 CFD 엔지니어는 복잡성을 모델링하고 실제 조건에서 작동하는 제품의 가능성을 살펴볼 수 있습니다.
Simcenter FLOEFD를 통해 생성된 설계 회로도.
Simcenter

Simcenter FLOEFD software

Simcenter FLOEFD는 설계자를 위한 완전한 CAD 임베디드 CFD 소프트웨어입니다. 유체 흐름 시뮬레이션 및 열 해석을 초기에 프런트로딩하고 NX, Solid Edge, CATIA 또는 Creo에서 직접 CAD 지오메트리로 작업하여 개발 시간을 단축합니다.
열 해석과 열 디지털 트윈 개발을 지원하는 Simcenter Flotherm 소프트웨어의 이미지
Simcenter

Simcenter Flotherm software

전자 냉각 CFD 시뮬레이션 소프트웨어인 Simcenter Flotherm은 정확하고 빠른 열 해석을 제공하여 사전 CAD 개념 설계 탐색과 상세 설계부터 검증에 이르기까지 열 디지털 트윈 개발을 지원합니다.

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자주 묻는 질문

웨비나

온디맨드 웨비나 | 전산 유체 역학 시뮬레이션에서 가능성의 예술을 재정의합니다.

팟캐스트

팟캐스트 | 전산 유체 역학의 과거, 현재, 미래, Simon Fischer 박사와 함께합니다.

자료

블로그 | 모든 Simcenter 전산 유체 역학 블로그를 확인해 보십시오.