HyperWorks Virtual Wind Tunnel 개요

하이퍼웍스 버츄얼 윈드 터널(VWT)은 외부 공기역학용 수직 솔루션입니다. 작업 흐름이 간소할 뿐만 아니라 맞춤형 자동 결과 보고 기능까지 갖춰 개발 기간 중 소요 시간을 단축시킵니다.

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HyperWorks Virtual Wind Tunnel 소개 비디오 하이퍼웍스 버츄얼 윈드 터널은 알테어가 새롭게 선보이는 버티컬 솔루션으로 개선된 풍동 시뮬레이션 기술과 사용자 환경을 자랑합니다. 자세한 내용은 동영상으로 확인해 보세요.

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아큐솔브 - LX Sim을 이용하여 공기역학적 측면을 고려해 도로 사이클 헬의 개발 LX Sim는 하이퍼웍스 스위트(Suite)와 알테어의 파트너 얼라이언스 프로그램을 활용해 기체역학적 사이클 헬멧을 만듭니다.

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알테어의 하이퍼웍스 버츄얼 윈드 터널(VWT)은 외부 공기역학 분석을 위해 개발된 솔루션입니다. VWT는 간단한 자동화 공정과 고품질의 CFD 기술을 기반으로 공기역학적 양력이나 항력, 압력 분포등 자동차의 공기역학 성능을 효율적으로 예측하여 성능과 연비가 우수한 자동차를 만드는 데 일조합니다.

VWT는 고급 메싱부터 고충실도 전산유체역학 시뮬레이션, 다양하고 강력한 CFD 후처리, 시뮬레이션 중심의 직관적 작업흐름과 인터페이스까지 알테어의 첨단 기술을 다양하게 이용합니다.

Quote
"하이퍼웍스 패키지 덕분에 엔지니어링 성과가 크게 높아졌습니다."
–Alain Duluard, Technical Director
Beta Epsilon

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효과

정확하고 견고하며 안정적인 CFD 솔버

하이퍼웍스 VWT는 알테어의 계산유체역학 솔버이자 범용 유한요소 기반 흐름 솔버인 AcuSolve®를 기반으로 하며 AcuSolve®는 짧은 소요 시간, 정확성 및 견고성을 제공합니다.

아큐솔브는 하이브리드 병렬화 기법을 사용하여 공유 메모리와 분산 메모리 컴퓨터 시스템에서 병렬식으로 수행되도록 설계되었으며, 구조화되지 않은 그리드에 대해 빠르고 효율적인 순시 및 정상 상태 솔루션을 제공하고, 컴퓨팅 코어가 많을 경우 확장이 가능합니다.

하이퍼웍스 VWT는 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)와 DES(Detached-Eddy Simulation) 기술을 이용해 난기류를 모델링하고 유동장을 예측합니다. DES 기술은 근벽과 연결 경계층을 모델링하는 고도의 통계적 RANS 기술과 자동차 뒤 와동 내 박리역을 모델링하는 LES(large-eddy simulation)의 능력을 조합한 것입니다. 물리적으로 가능할 때 RANS 접근법을 이용하는 정상상태 시뮬레이션과 DES 방식을 이용하는 순시 시뮬레이션 모두 정확한 외부 공기역학 결과가 도출됩니다.

아큐솔브의 유체 구조 상호작용(FSI) 기능이 VWT에 포함되어 외부 유동장에 있는 유연한 구성 요소에 대한 연구를 지원합니다.

휠과 같이 회전하는 구성 요소는 은 탄젠트 벽속도를 지정하여 회전 영향이 시뮬레이션에 포함되도록 모델링됩니다. 자동차 활용 사례의 경우 열교환기나 응축기는 구성 요소에서의 압력 강하를 고려하기 위해 다공성 재료 모델을 사용하여 모델링합니다. 시뮬레이션 중 사용되는 유체 재료는 밀도와 점성으로 정의하며 특정 온도의 물이나 공기처럼 모델에 맞게 적용할 수 있습니다.

향상된 메싱

하이퍼웍스 VWT에는 경계 층 생성 기능을 포함하는 빠르고 효율적인 구조화되지 않은 부피 메셔가 있습니다. 사용자 정의 부피 메시 미세 조정 구역은 자동차나 건물의 후류 등 중요한 흐름 현상을 캡처하기 위해 국소적으로 미세하게 조정된 부피 메시 생성에 사용됩니다. 경계 층 메싱을 위한 파라미터는 전역적으로 정의할 수 있으며, 총 요소 수를 효과적으로 제어하고 필요한 구역에만 미세 조정된 층을 사용하기 위해 부품 기반으로 정의할 수도 있습니다. 외부 자동차 공기역학 분석(하체, 엔진룸 격실 및 경계 층 포함)용 부피 메싱은 보통 수 시간 내에 완료됩니다.

고도로 자동화, 간소화된 작업흐름 프로세스

VWT에는 사용자 친화적이고 직관적인 사용자 환경이 도입되었습니다. 이 UI는 일체형 환경으로, 사용자가 표면 메시(방수 메시)를 가져오고, 문제를 설정하고, 시뮬레이션을 실행하고, 최종 보고서를 얻을 수 있습니다.

설정 프로세스는 최소한의 파라미터를 사용하여 고도로 자동화되었으며 솔루션 품질을 저하시키지도 않습니다. 또한 사용자 환경에 다양한 파라미터에 대한 제어 기능이 추가되었습니다.

고성능 컴퓨팅 시스템에 쉽게 시뮬레이션을 제출할 수 있으므로 부피 메싱, 솔빙 및 후처리 등 메모리 집약적이고 계산 집약적인 작업을 신속히 처리할 수 있습니다.

시뮬레이션이 완료되면 문제 설정, 메시 통계 및 결과가 포함된 보고서가 자동으로 생성됩니다. 또한, 향상된 CFD 후처리를 수행하여 인터랙티브 모드나 배치 처리 모드를 통해 크고 가장 복잡한 CFD 데이터를 시각화할 수 있습니다.

갱도

자전거에 대한 공기역학 성능 개선(Specialized 제공) 고충실도 흐름 솔루션 간소화된 외부 공기역학 전용 사용자 인터페이스 모터사이클 타이어 주변의 복잡한 경계 층 메시 타워의 공기역학 시뮬레이션
자전거에 대한 공기역학 성능 개선(Specialized 제공) 고충실도 흐름 솔루션 간소화된 외부 공기역학 전용 사용자 인터페이스 모터사이클 타이어 주변의 복잡한 경계 층 메시 타워의 공기역학 시뮬레이션
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기능

전처리

  • 메싱

    • 사전정의된 메시 설정 사용 가능(거침/중간/미세)

    • 사용자 정의 부피 미세 조정 구역(개별 부품에도 해당)

    • 사용자 정의 경계층(BL) 파라미터(전역 또는 부품별)

    • BL 성장에서 부품을 배제하여 총 요소 수 줄임

    • 고급 BL 메싱 알고리즘으로 복잡한 형상 관리

  • 분석 설정

    • 몇 번만 클릭해 휠 또는 라디에이터 회전 정의

    • 풍동 지면 이동 옵션

    • 차량 정면 기준 면적의 자동 연산

솔버

  • 알테어의 CFD 솔버 아큐솔브 기준

  • 요소 품질에 대한 요건이 낮음

  • 낮은 메시-노드/연산-노드비에서도 높은 확장성

  • 강력한 유체-구조-상호작용(FSI) 능력

  • 순시 및 정상 상태 시뮬레이션

  • RANS 및 DES 난류 모델링

후처리

  • 자동 보고서 생성 포함

  • 조건 설정 요약

  • 메시 통계

  • 수치 결과(예: 항력 계수 또는 y+ 플롯)

  • 윤곽 플롯으로 사용자 정의된 단면

  • 특정 위치 내 유동장의 진화를 모니터링 하는 사용자 정의 프로브 지점

보완 솔루션

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