에너지

알테어는 수치 시뮬레이션과 엔지니어링, 고성능 컴퓨팅(HPC)에 대한 폭넓은 이해를 바탕으로 고객이 에너지 수요를 안전하고, 책임감 있고, 경제적으로 충족할 수 있는 솔루션을 공급합니다.

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베이커 휴스의 라이너 행거 최적화 하이퍼웍스 기반 시뮬레이션으로 제품 개발 시간을 60% 단축한 베이커 휴스 Read the Baker Hughes Case Study
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태양 전지판 시스템의 기계적 성능 향상 및 비용 절감 룩손은 옵티스트럭트를 통해 강 용접부 크랭크암을 재설계하여 비용을 38% 절감하고 질량을 52%나 줄였습니다.  Read the Luxon Case Study

전 세계 에너지 산업계는 변화하는 시장과 더 싸고, 더 안전하고, 더 깨끗하고 더 믿을 수 있는 연료를 원하는 소비자의 요구에 맞춰 끊임 없이 적응하고 있습니다. 알테어는 다양한 기술, 다방면에 걸친 경험, 자원을 무기로 고객이 각자 전문분야에서 경쟁 우위 확보에 필요한 솔루션을 개발하고 유지하도록 지원합니다.

에너지 업계에서 알테어의 제품이 큰 성과를 낼 수 있는 핵심에는 다음 세 가지 요인이 있습니다.

  • HPC의 등장과 대기업, 중소기업을 가리지 않는 HPC의 전방위적 확산

  • 드릴링 공구부터 탄소섬유 터빈 평면도까지 전 부문의 개발 일정 단축과 예산 절감

  • 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE) 시뮬레이션과 최적화가 선사하는 경쟁 우위

알테어는 세계 정상급의 엔터프라이즈 컴퓨팅용 PBS웍스 기술과 거의 전 산업 영역에서 다양한 경험을 두루 갖춘 전문 프로덕트디자인 엔지니어링 조직, 하이퍼웍스 내에 포함된 탁월한 모델링, 시뮬레이션 및 최적화 도구를 제공함으로써 단순 공급업체가 아닌 파트너로 위상이 격상되었습니다.

그동안 파트너로서 이룩한 주요 혁신은 다음과 같습니다.

  • 석유 및 가스: 기계적 지질 모델링, 해저 장비 최적화, 해양 플랫폼 설계

  • 풍력: 복합 블레이드 최적화, 터빈 조립 분석, 풍력 발전 단지 성능

  • 터빈: 고충실도 터빈 모델링, 열 관리, 블레이드 이탈 통제

  • 태양열: 추적 시스템 최적화, 열성능 분석

  • 원자력: 원자로 안전, 열 유압, 공정 최적화

Altair HyperWorks는 포괄적인 CAE 도구 패키지를 제공하여 에너지 산업 전반에 걸쳐 에너지의 발견과 추출, 활용상의 문제 해결에 기여하고 있습니다.

Quote
“시뮬레이션 공정으로 제품 개발이 종전 65개월에서 26개월로 단축돼 전체 개발 기간이
60%나 줄어들었습니다. 또한 전체 개발비용도 절감됐습니다.”

-가네시 나나웨어

베이커 휴스, C&P, 웰보어 건축


케이스 스터디 보기


갱도

석유 및 가스 탐사용 고급 지력학 모델링 설계-분석 주기를 단축하는 고급 후처리 현장 계획부터 해체까지 시뮬레이션, 최적화 및 데이터 분석.  파력 발전기의 구조 설계 최적화 발전 터빈의 재료 개량, 제조 및 설계  다중 물리학과 시스템 분석을 통한 수력 발전 성능 극대화 태양열 및 하이브리드 시스템의 그리드 단위 최적화
석유 및 가스 탐사용 고급 지력학 모델링 설계-분석 주기를 단축하는 고급 후처리 현장 계획부터 해체까지 시뮬레이션, 최적화 및 데이터 분석. 파력 발전기의 구조 설계 최적화 발전 터빈의 재료 개량, 제조 및 설계  다중 물리학과 시스템 분석을 통한 수력 발전 성능 극대화 태양열 및 하이브리드 시스템의 그리드 단위 최적화
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석유 및 가스

전 세계에서 가장 혁신적인 굴지의 여러 글로벌 석유/가스 기업에서는 알테어의 도구와 전문 지식을 채택하여 점증하는 글로벌 에너지 수요에 대응할 수 있는 효율적인 방안을 모색하고 경제 및 환경의 책임에 대한 기대에 부응하는 활동에 기여하고 있습니다. 여기에는 기존 분야의 생산성과 성과 개선은 물론 새로운 분야를 발굴하고 평가하고 발전시키는 활동도 포함됩니다. 고객은 알테어의 솔루션을 이용해 육상, 해상, HPHT, 심해, 극지방에서 다양한 엔지니어링 문제를 해결하고 있습니다.

알테어의 기여도가 가장 눈에 띄는 분야는 다음과 같습니다.

  • 기계적 지질 모델링: 엔지니어와 과학자는 하이퍼웍스의 유한요소해석(FEA)과 불확실성 분석, 최적화 기법을 활용해 생산 시작 전에 지층과 단층선 같은 암반이 시추와 추출에 어떻게 반응할지를 규명하고 예측합니다. 로컬로 또는 클라우드를 통해 HPC 리소스에 대한 직접 연결이 증가하고 있는 가운데 하이퍼웍스는 다분야 모델링, 분석 및 최적화 문제를 해결하기 위한 프리미엄 플랫폼입니다.

  • 해상 및 해저 장비: 알테어는 시추 장비 최적화부터 해저 장비의 피로 수명 연장, LNG 슬로싱 저감에 이르기까지 해상 프로젝트를 연이어 성공시켜 탄탄한 명성을 구축했습니다. 장비, 라이저, 플랫폼, 파이프라인과 관련하여 알테어의 우수한 유체 구조 상호작용(FSI) 솔루션이 크게 기여한 것처럼 여기에는 기계적 최적화가 큰 역할을 했습니다. 

  • HPC 리소스 관리: 종래의 리소스와 가속 리소스가 옛 방식으로 또 클라우드 방식으로 모두 이용 가능하게 되면서 HPC에 대한 알테어의 통합적 접근 방식은 과학과 엔지니어링을 기술적 역량의 전면으로 불러왔습니다. 여기에는 지진파 처리와 저류 시뮬레이션 같은 종래의 분야도 있지만 원격 시각화, 웹 포털 통합 및 병렬 처리를 통해 HPC의 장점을 이용하여 불확실성 분석과 최적화를 추구하는 모든 엔지니어링 분야도 점점 더 많이 포함되고 있습니다.

풍력

알테어는 풍력 터빈의 개발과 운용, 수명 연장의 모든 측면을 시뮬레이션할 수 있는 첨단 소프트웨어 도구와 전문성을 제공합니다.

알테어는 오래 전부터 시뮬레이션 소프트웨어 전반에서 엔지니어링 컨설팅 서비스까지 풍력 발전 업계에 혁신적인 솔루션을 공급하고 있습니다. 하이퍼웍스 시뮬레이션 패키지에는 풍력 에너지 프로젝트의 설계와 개발에 필요한 도구가 모두 들어 있습니다.

가장 중요한 몇 가지 도구는 다음과 같습니다.

  • 블레이드, 로터, 터빈, 전체 풍력 단지의 1D, 2D, 3D 시뮬레이션이 가능한 전산유체역학(CFD)

  • 회전하는 기계를 대상으로 정확한 출력 생성과 수명주기 예측을 위한 다물체 동역학(MBD) 시뮬레이션

  • 금속 및 복합재를 포함한 구조 요소의 기계적 분석과 최적화

  • 대규모 변형 하에서 블레이드 거동의 포착을 위해 결합된 CFD, MBD, 구조의 다중물리 솔루션

  • 조류 충돌 및 기타 손상/장애 시뮬레이션과 영향 완화 솔루션

  • 발전과 저장의 시스템급 시뮬레이션

  • 단지 단위 레이더 침범 시뮬레이션

  • 하이퍼웍스, 솔버, 고객 코드, 기타 상용 솔버(Abaqus, Ansys 등)에 적합한 다양한 인터페이스를 갖춘, 수치 모델 생성을 위한 솔버 중립성 전/후처리 애플리케이션

  • 전체 구성품과 시스템의 최고 성능 확보를 위해 모든 시뮬레이션 유형(결합된 솔루션 포함)에 대한 수치 최적화, 감도 및 신뢰도 분석

위 소프트웨어 솔루션 외에 알테어 전문 엔지니어팀은 설계, 분석, 프로젝트 관리는 물론 시제품 제작까지 다방면에서 고객을 지원할 수 있습니다.

원자력

원자력 HyperWorks 원자력발전소의 구조 확인과 안전성 검증에 완비된 모델링 및 FE 해결 환경을 제공합니다.

  • CFD 시뮬레이션을 위한 하이퍼메시의 세계 정상급 모델링 도구와 CFD부터 FE 솔버에 이르는 매핑 기능이 포함되어 있습니다.

  • 정상상태 유동부터 열충격, 유체유발진동, 유동 불균형 같은 복잡한 과도 분야까지 다양한 열수력 현상이 정확하게 시뮬레이션됩니다.

  • 공정 하중과 지진 하중의 영향을 받는 기본 구조의 전역 진동 분석을 하이퍼스터디의 수학적 모델을 이용하여 결정론적 방법과 확률론적 방법으로 모두 수행할 수 있습니다.

  • 파이프 파열이나 항공기 충돌 하중 같은 고도의 과도 현상을 라디오스를 통해 명시 분석에서 강철 및 콘크리트 원자로 격납건물 모델을 이용해 정확하게 시뮬레이션합니다.

  • 2차 파이프 시스템의 경우 하이퍼메시의 방대한 자동화 레이어에서 아이소메트릭 플랜트와 공정 도면을 기반으로 3D 모델로 자동으로 구현할 수 있습니다.

바이오 연료

바이오매스는 인류 역사상 가장 오래 보존되는 에너지입니다. 현재 바이오매스 산업은 화학과 기술의 첨단에 위치해 있습니다. 알테어의 하이퍼웍스는 바이오매스를 재생 가능한 통합형 에너지의 주요 공급원으로 유지하는 데 필요한 시뮬레이션과 최적화 도구에 혁신을 더할 수 있습니다.

  • 열 복사, 입자 추적, 난류의 복잡한 CFD 시뮬레이션

  • 열 응력과 손상에 대한 결합된 CFD 및 기계 분석

  • 확률적 분석과 민감도 분석

  • 기존의 FE 분석과 산업별 솔버를 위한 다중물리 최적화

  • HPC 집약적 시뮬레이션 시리즈의 엔터프라이즈 컴퓨팅 관리

태양광

태양 에너지 업계가 태양광 전지의 개발에서 전체 에너지 포집 시스템의 전반적 검토로 초점을 바꾸면서, 알테어의 기술과 전문성이 분석가와 설계 담당자에게 큰 도움이 되고 있습니다.

  • 태양 추적 시스템 내 이동 부품의 중량 감소를 위한 구조 최적화

  • 결합된 MBD-FEA 다분야 최적화를 통한 메커니즘 시뮬레이션 및 최적화

  • 에너지 변환을 위한 시스템 및 변동의 분석과 최적화

  • 2D 또는 3D 시뮬레이션을 사용해 CFD로 열 복사 분석

수력

원자력 HyperWorks 원자력발전소의 구조 확인과 안전성 검증에 완비된 모델링 및 FE 해결 환경을 제공합니다.

  • CFD 시뮬레이션을 위한 하이퍼메시의 세계 정상급 모델링 도구와 CFD부터 FE 솔버에 이르는 매핑 기능이 포함됩니다.

  • 하이퍼스터디의 수학적 모델을 이용하여 공정 하중과 지진 하중의 영향을 받는 기본 구조의 전역 진동 분석을 결정론적 방법과 확률론적 방법으로 모두 수행할 수 있습니다. 

  • 파이프 파열이나 항공기 충돌 하중으로 인한 비선형 구조 거동의 경우라디오스에서 명시 분석을 통해 강철 및 콘트리트 원자로 격납건물을 분석할 수 있습니다. 

  • 2차 파이프 시스템의 경우 하이퍼메시 의 방대한 자동화 레이어 안에 있는 아이소메트릭 플랜트와 공정 도면을 기반으로 3D 모델을 자동으로 구현할 수 있습니다.

조력

조력은 에너지 업계에 비교적 생소하지만 알테어는 이미 여러 조력 에너지 시스템에 다수의 시뮬레이션과 최적화 기술을 성공적으로 적용하였습니다.

  • 기계적 운동성

  • 파 여기(wave excitation)를 통해 결합된 유체 및 다물체 동역학

  • 파/운동 하중 기반의 구조 최적화

  • 탄소섬유 보강 폴리머(CFRP) 설계, 분석 및 최적화

  • 파랑 충격

  • 수학적 모델링과 시뮬레이션을 통한 시스템 단위 조정과 위험 감소

가스 및 증기 터빈

하이퍼웍스에서 제공하는 모델링과 최적화 기술은 복잡한 가스/증기 터빈 로터 블레이드 해석의 전 과정에 적용됩니다. 이러한 응용 분야에서 하이퍼웍스의 사용으로 인한 상당한 시간 절감 효과가 업계에서 이미 입증되었습니다.

  • 직접 CAD 가져오기와 첨단 형상 클린업, 그룹화 및 분할 기능, 대화식 메싱 제어, 경계 조건의 고급 적용으로 모델링 단계에서 시간을 줄일 뿐만 아니라 시뮬레이션 기간 단축, 품질 문제 및 수명 예측을 개선하는 효과가 있습니다.

  • 고급 모델링 능력과 하이퍼메시의 고유한 모핑 기술이 합쳐져 터빈 블레이드와 하우징 설계를 최적화할 수 있습니다.

  • 하이퍼웍스의 솔버와 무관한 프레임워크는 복잡한 터빈 블레이드의 FE 공정 전체를 모델링, 최적화 및 맞춤화할 수 있는 단일 인터페이스를 제공합니다.

스토리지

에너지 저장은 자동차와 항공우주, 태양력, 풍력, 조력 에너지 등 여러 주요 산업에서 매우 중요한 요소입니다. 이들 산업에서 알테어의 시뮬레이션 기술과 전문성은 에너지 저장의 성능 개선에 남다른 기여를 하고 있습니다.

  • 미시(음극/양극) 및 거시(차량) 단위 통합 조정을 위한 다중영역 시뮬레이션

  • 충돌 시뮬레이션

  • 생존 가능성과 보호 기능 극대화를 위한 구조 최적화

  • 전방위 열분석과 최적화

  • 통합적 성능 특성 규명을 위한 시스템 시뮬레이션

  • 전자기 간섭 예측과 완화