슈퍼컴퓨팅 M&S 기술지원 성과사례집 2015-2017

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SUPERCOMPUTING

M O D E L I N G & S I M U L A T I O N

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술지원 성과사례집 2015 ~ 2017

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술지원 성과사례집 2015 ~ 2017

대전본원

대전광역시 유성구 대학로 245 TEL 042.869.1004

FAX 042.869.0969

서울분원

서울특별시 동대문구 회기로 66 TEL 02.3299.6114

FAX 02.3299.6244

ISBN 978-89-294-0942-5

비매품

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슈퍼컴퓨팅 M&S 기술지원 성과사례집

중소기업혁신본부는 중소기업의 성장을 지원하기 위하여 R&D 전주기에 걸친 다양 한 종합지원서비스를 제공하고 있습니다. 고유의 정보분석모델, 분석시스템, 그리고 국내 최고의 정보분석 전문가들로 구성된 중소기업지원 전담인력을 바탕으로 R&D 기획, 기술로드맵, 유망아이템 발굴, 슈퍼컴 M&S, 기술가치평가, 글로벌 기술사업화 등 중소기업에게 새로운 사업기회를 제공하기 위한 종합적 정보지원체계를 구축하고 있습니다.

또한, 개방형 혁신에 기반한 국내 최대의 과학기술지식생태계를 구현하기 위하여 12,000여 명의 산학연 관계자들로 구성된 과학기술정보협의회(ASTI)를 운영하고 있습니다.

든든한 R&D 파트너이자 신뢰받는 과학기술 CIO 기관으로서 변함없이 최선을 다하겠습니다.

2017

Today & Tomorrow

2015

Technology & Industry

2014

Human & Human

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사람과 사람, 오늘과 내일, 기술과 기업이 연결되는 더 큰세상

Supercomputing M&S Consulting

2017

한국과학기술정보연구원은

과학기술 R&D 인프라의 체계적 구축을 통한 국가 경쟁력 확보를 위해 출범한 정부출연연구기관입니다.

지난 1962년 한국과학기술정보센터로 출범한 이래로,

전 세계의 연구효율성 극대화에도 이바지해왔습니다.

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기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

0.5 Inch 0.75 Inch 1.5 Inch 2.0 Inch

해석 모델

제품 시험

코드 병렬화 및 시간적분 방법 추가를 통한 트롤 그물망 기존코드 개선

비엠인터내셔널

기술개발 배경 및 목적

– 장시간 해석이 소요되는 기존 트롤 그물망 소프트웨어의 동해석으로는 현 시장에서 적절하게 대응하기 어렵기 때문에 SW의 업그레이드가 요구됨

– 병렬화 모듈 추가 및 신속한 결과 확보가 가능한 내연적분법을 도입하여 빠른 동해석 결과를 확보할 수 있도록 하고자 함

기술지원 방법

– 기존 개발된 트롤 코드의 알고리듬 분석 후 Cage 코드 내 전후처리기와 솔버 분류 및 OpenMP 병렬화 작업

– 내연시간적분의 모듈 추가 및 외연적분과의 동해석 코드의 안정화 검토

확보 기술 및 기대 효과

– 트롤 코드의 병렬화 및 내연시간적분 모듈을 추가해 트롤 동해석의 빠른 결과 확보가 가능함

– 개선 트롤 코드를 통해 체계적인 그물망을 생산하고 어로작업에 있어 효율성을 최대 로 부여함

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 선형 동해석

사용 소프트웨어 Microsoft Visualstudio 13 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0 › 0 0 › 0

대표자 : 박성호 주소 : 부산시 강서구 녹산화전로 45 사업분야 : 그물망, 로프기어 등 웹사이트 : www.bminternational.co.kr

셀프 실링형 밸브의 파단 강도 해석

에스지솔루션

기술개발 배경 및 목적

– Self Sealing 형 4종의 Valve별 수직하중 및 수평하중의 지정 범위에서의 파단 여부 확인

– 시험인증용 시험결과 제출과 함께 보조로 해석결과도 제출하도록 요구 받음

기술지원 방법

– Self Sealing에 대해 핀 포함 주요 부품의 단순 모델링 및 지그 모델링 구성함 – X축 및 Y축 파단기준 하중범위에 대한 정적구조해석 수행 후 파단응력 확인

확보 기술 및 기대 효과

– 파단여부를 검토하기 위해 시험조건과 동일하게 지그를 반영한 강도해석을 수행할 수 있었음

– 시제품 제작에 대한 부담이 없이 제품 개발시 파단여부를 사전 검토할 수 있어 효과적임

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 비선형 정적해석 사용 소프트웨어 ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

2.6 › 2.4 3 › 1

대표자 : 조정현 주소 : 경남 창원시 성산구 곰절길 10번길 7 사업분야 : 일반·서보유압기기, 전기·유압 구동장치 웹사이트 : www.sgsolution.co.kr

X 방향 Y 방향

Total Deformation

[mm]

Shear Stress, Pin

[MPa]

Failure check (Shear stress 296MPa)

Total Deformation

[mm]

Equivalent Stress

[MPa]

Failure check (Tensile stress 455MPa)

0.5 Inch 136kgf 0.046 243.1 X 0.0396 433.1 X

204kgf 0.0661 329.5 O 0.0591 649.3 O

0.75 Inch 168kgf 0.0356 184.3 X 0.042 267.9 X

334kgf 0.0666 353.7 O 0.0833 531.8 O

1.5 Inch 253kgf 0.0415 190.8 X 0.0344 236.4 X

505kgf 0.0783 480.5 O 0.0687 472.2 O

2.0 Inch 346kgf 0.047 185.3 X 0.1283 225.7 X

692kgf 0.092 388.6 O 0.2568 454.5 X

▶ X방향 - 4개 밸브 모두 하중 범위 내에서 파단이 이뤄짐

▶ Y방향 - 2.0 Inch 밸브에 대해서만 0.5MPa의 기준 미달로 파단 없음

(재질의 물성 편차 및 선형 탄성 물성의 적용에 따른 결과이므로 소성 영역을 포함한 물성 보완이 반영될 경우 해결 가능) 1.5’’ X방향 변위 및 응력분포

SimuTrawl & SimuCage 병렬화 및 분구간 코드작업

Top view

Core수 변경 조건 적용

OpenMP 활용 병렬 성능

SimuCage

Explicit/Implicit 조건 반영

Runge- kutta 방식 Back- Euler 방식

Side view Front view SimuTrawl

1.5’’ 밸브 모델링 2.0’’ 밸브 모델링

Total Deformation [mm]

253kgf505kgf

Equivalent Stress [MPa]

Cover Guide Housing End Cap

Retainer Housing Spring Guide Flapper

SimuTrawl

SimuCage

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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항공/우주 조선/해양

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기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

< -20도 >

< 20도 >

< 0도 >

< 45도 >

기술개발 배경 및 목적

– AVN 제품의 개발 시 신뢰성 시험 단계를 통과하기 위한 사전 진동해석의 필요성 – 모니터부의 각도가 -20도, 0도 20도, 45도에 따른 진동 영향성의 확인

기술지원 방법

– 제품의 상세 모델 체결에 따른 형상 복잡성을 최대한 단순화한 진동모드의 해석 수행 – X, Y, Z에 대해 신뢰성 SPEC과 같이 조화가진을 가해 제품 파손 등의 문제부위 확인

확보 기술 및 기대 효과

– 진동내구시험에 대해 조화가진해석을 통해 취약부위를 찾아내고 해당 부품 개선이 이뤄졌음

– 제품 개발 시간 및 비용 절감에 따른 제품 경쟁력 확보

< AVN >

신규 모델

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 진동모드해석, 조화가진해석 사용 소프트웨어 ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0 › 0 0 › 0

대표자 : 박상규 주소 : 서울시 금천구 벚꽃로 278 SJ테크노빌 5F 사업분야 : CAR AVN 등 자동차 멀티미디어 기기 웹사이트 : www.dseltec.co.kr

차량용 힌지형 모니터 부착 제품의 진동해석

대성엘텍

자동차 시트 고강도 사이드 브라켓 프레스 성형 해석

성일기업

기술개발 배경 및 목적

– 기존 780MPa급에서 980MPa급으로의 강도를 갖는 시트재질의 변경에 대한 프레스 성형성 검토

– 고강도 재질 변경 요구가 있어 프레스 성형 연구 과제의 준비

기술지원 방법

– 780MPa 및 980MPa의 두께에 따른 프레스 성형성 해석 확인

– FLD(Forming Limit Diagram)를 적용한 Safety margin으로 성형 적합성 확인

확보 기술 및 기대 효과

– 재질 두께에 따른 성형성 및 안전진단을 해석적으로 평가하여 적합시트 및 성형형상 에 대해 준비할 수 있음

– 고강도 시트재료 변경 시장요구에 대응 가능함

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 비선형 동적거동해석 사용 소프트웨어 LS- DYNA R8.0 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

1.5 › 0.6 5 › 3

대표자 : 임동석 주소 : 경북 경주시 외동읍 구어리 751 사업분야 : 자동차 의자 부품 웹사이트 : http://kor.sungil-seat.com

총 4가지 모니터 각도에 대한 의뢰

진동모드 해석 X축방향 조화가진 해석

DP980 0.8t 성형 결과

프레스 성형 과정 Safety Margin(FLD에서 20%설정)

최종 성형 형상

29만 수준의 유한요소 모델링

1차 Mode : 109.8Hz

X축진동 최대응력수준

2차 Mode : 179.59Hz

Y축진동 최대응력수준

3차 Mode : 186.84Hz

Z축진동 최대응력수준

종합 검토 결과

▶ 모니터 각도에 따른 2.2G 수준의 진동 내구해 석에서 각도 영향은 미미함

▶ 조화가진 해석 시 공진 주파수에서 끝단 체결 부위쪽의 취약 부위 개선 필요

▶ 진동 내구시험 전 사전 충분한 AVN 설계에

대한 해석적 검토가 이루어졌음 ▶ 780MPa급 시트 재질에 대해서는 0.8t, 1t 모두 성형성이 좋게 나타나고 있음

▶ 980MPa급 고강도 시트 재질에 대해서는 성형 형상 변경을 고려할 필요가 있음

# 참고내용 (고객 신뢰성SPEC) 1. 시험항목 : 진동내구시험 2. 시험조건 : 10~200Hz 21.56m/s2(2.2G)

-20 -20

DP780 Y 방향

0.8t 1t 0.8t 1t

일정 두께 성형

전 영역 동일 두께 반영됨

전 영역 동일 두께 반영됨

더 얇은 영역 나타남

전 영역 동일 두께 반영됨

크랙 발생 위험성

극히 일부 영역 크랙 발생

가능성 전체 영역 크랙 없음

특정 영역 크랙 발생 가능성

특성 영역 크랙 발생 가능성

Die Punch

Binder Blank

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자동차

자동차

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기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

기술개발 배경 및 목적

– 단조공정에 대한 성형해석은 매우 긴 해석시간 필요

– 기업 내에 소프트웨어 활용 전문가는 다수 보유하고 있으나, 해석에 사용하는 하드웨어 자원이 한정적

– 해석속도 향상을 위한 다양한 시도 필요

기술지원 방법

– 클라우드 활용 해석결과의 재연성 확인

– 코어 수, 성형조건, Remeshing option 등 해석조건에 따른 해석결과, 시간, 파일크기 등 분석

– 클라우드 컴퓨팅에 적합한 제반조건 제시

확보 기술 및 기대 효과

– 클라우드 환경에서의 냉간단조공정 해석 SW (AFDEX) 활용방안 정립 – 해석시간에 대한 해석조건의 영향성 분석

– 해석시간 단축을 위한 SW 개선방향 제시

기술지원 전문가 김호윤(KISTI) 해석종류 다단 냉간단조 사용 소프트웨어 AFDEX V17.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

1.0 › 0.5 4 › 2

대표자 : 손성태 주소 : 대구광역시 달서구 달서대로 109길 93 사업분야 : 자동차 등 기계부품류 냉간단조품 웹사이트 : www.sjfoma.com

해석시간 단축 및 해석정밀도 향상을 위한 클라우드 활용방안 정립

성진포머

경량화 엔지니어링 브라켓의 내구성능 비교

에나인더스트리

기술개발 배경 및 목적

– 자동차의 연비향상을 위한 경량화 노력은 차체 뿐만 아니라 소형 부품에 까지 확대 – 자동차의 스태빌라이저 바의 브라켓은 일반 강재를 적용 중이나, 이를 플라스틱으로

대체할 필요성 대두

기술지원 방법

– 브라켓 내구성능 평가를 위한 해석방안 정립

– 기업제공 모델을 활용한 강(steel) 및 플라스틱 설계 안에 대한 내구성능 평가 – 플라스틱 설계안에 대한 위상최적화

확보 기술 및 기대 효과

– 플라스틱 설계안의 수명 등 내구성능 확인 – 내구성능을 만족하는 경량화 방안 제시

– 위상최적화 기법을 적용한 내구성능 검토 및 추가 경량화 방안 제시

기술지원 전문가 김호윤(KISTI)

해석종류 정적 구조해석, 피로해석, 위상최적화 사용 소프트웨어 ANSYS Mechanical 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

9 › 8 2 › 1

대표자 : 신철수 주소 : 경상북도 경산시 진량읍 공단1로 71 사업분야 : 자동차용 고무, 플라스틱 부품류 웹사이트 : www.ena.co.kr

기존 해석공정 분석

클라우드 활용방안 정립을 위한 해석표 해석조건별 성형하중 비교 해석조건별 형상 비교 해석조건별 요소 및 절점 수 비교

대상제품 및 비교 모델

해석용 FE모델 비교

정하중 해석 결과 비교

내구성능평가 방법

제품별 피로 수명 예측

위상최적화 및 수명예측

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자동차

자동차

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기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

배관 흔들림 방지 버팀대의 인증확보를 위한 구조해석

광남정밀

기술개발 배경 및 목적

– 아파트 등 건물의 배관을 고정하기 위해 상부에 연결된 구조물인 흔들림방지 버팀대의 내부 유량이 꽉 차있는 상태에서의 구조강도를 확인

– 다이캐스팅 방식 부품제작의 가능성 검토하여 해당 시장 진입 가능 확인

기술지원 방법

– 내부 물이 꽉 차 있는 상태의 무게를 반영한 흔들림 방지 버팀대의 응력 수준을 검토 – 고정구조물의 방향에 따른 영향을 비교하기 위해 2가지 방향으로 검토

확보 기술 및 기대 효과

– 배관 흔들림 방지 버팀대의 내부 유량 꽉 찬 상태에서의 구조강도 확인 – 다이캐스팅 방식으로 제작하여 비용절감을 통한 해당 시장진입이 유리함

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 선형 정적해석 사용 소프트웨어 ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0.1 › 0.0 6 › 3

대표자 : 황보석기 주소 : 경남 김해시 한림면 병동리

김해대로 916 54 - 48 사업분야 : 금형,다이캐스팅,플라스틱사출 웹사이트 : www.bizfloor.co.kr

기술개발 배경 및 목적

– 오토바이의 안전한 운행을 돕고 주차를 편하게 할 수 있도록 보조바퀴를 개발하고자 함 – 제품 개발시 겪게 되는 다양한 시행착오를 미리 방지하기 위해 사용해야 하는 스프링 및

재료 구조의 선정에 따른 피로영향을 선행 검토하고자 함

기술지원 방법

– 오토바이 내 보조바퀴의 형상을 그대로 구현하고 보조바퀴 부위 메쉬를 갖는 동적거동 모델링을 구성함

– 스프링 상수및 방지턱 높이에 따른 보조바퀴의 가동 여부 및 주차 동작에서의 응력 및 피로영향을 제시함

확보 기술 및 기대 효과

– 오토바이 보조바퀴의 동적거동을 제공하고 부품별 적합한 재질 및 형상의 결정을 지원하였음 – 국내 시장 뿐만 아니라 일본 등 해외시장에 기술력을 바탕으로 시장진출이 가능함

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 동적 거동해석 사용 소프트웨어 DAFUL 6.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0 › 0 0 › 0

대표자 : 여태순 주소 : 서울 성동구 동호로 100 두산@

사업분야 : 오토바이 보조바퀴

오토바이의 방지턱 주행시의 주차 보조 장치에 대한 동적 거동 해석

엔텍

전체 모델 강체 모델 유연체 모델

비스듬형 수직형

▶ 신규 제작하고자 하는 흔들림 방 지 버팀대의 연결 부재에 대한 구 조안전성을 검토함

▶ 연결 부재의 체결 각도에 따라 비 스듬형 구조에 무리가 있을 수 있 어 설치 균형 필요

▶ 형상 변경구조 및 최대 설계 검토 하중에 대한 추가적인 해석적 고 려가 필요함

▶ 부재의 허용응력(250MPa) 대비 작용 응력 수준은 미약함

▶ 상단부 고정형 회전 부재에 대해 비스듬형의 경우 회전력이 수직형 대비 상대적으로 크게 반영

von- Mises 최대응력: 6.42MPa

최대변위: 0.0107mm

von- Mises 최대응력: 1.82MPa

최대변위: 0.0003mm 물의

밀도 반영

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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도시/환경

자동차

(8)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

Case 1

품 농도 분

Case 2 Case 3 Case 4

수직형 교반기의 교반 효율 향상을 위한 교반 유동 해석 및 최적 임펠러 설계

동신이엔텍

다점 증기분사방식 열가수분해 장치의 유동 특성 분석

부강테크

기술개발 배경 및 목적

– 폐수 처리 시스템내에 약품과 폐수를 혼합하기 위한 수직 왕복형 교반기의 개발 – 교반기 임펠러 형상 및 왕복 속도 변화에 따른 유동 현상 변화 및 교반 성능의 체계적인

분석 필요

기술지원 방법

– 임펠러의 수직 왕복 운동을 구현하기 위해 입자 운동 방식의 유체 유동 해석 기법을 적용 – 약품이 시간에 따라 용액에 혼합되는 정도와 속도 벡터의 변화를 통해 교반 성능의

특성을 일반화

확보 기술 및 기대 효과

– 임펠러 형상 및 수직 왕복 속도에 따른 혼합 효과의 정성적인 분석

– 혼합에 의한 내부 유동 현상 및 혼합 메커니즘의 가시화를 통한 설계 개선 아이디어 도출

기술개발 배경 및 목적

– 다점 증기 분사방식 열가수 분해장치의 성능 향상을 위해 임펠러 형상과 챔버의 용량 변경에 따른 교반 성능 분석

기술지원 방법

– 블레이드 형상 변화(6 case)에 따른 교반 성능 및 토크 비교 분석 – 챔버 용량 변경(scale-up)에 따른 교반 성능 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 임펠러 형상 및 수직 왕복 속도에 따른 혼합 효과의 정성적인 분석

– 혼합에 의한 내부 유동 현상 및 혼합 메커니즘의 가시화를 통한 설계 개선 아이디어 도출

Model 1 Model 2 Model 3 Model 4 Model 5 Model 6

교반 0.4028 m3 0.3592 m3 0.2324 m3 0.3056 m3 0.4192 m3 0.3698 m3

비교반 0.00245 m3 0.00851 m3 0.00136 m3 0 m3 0.00141 m3 0.00175 m3

토크 286.3 N/m 204.0 N/m 493.0 N/m 355.9 N/m 400.0 N/m 352.3 N/m 기술지원 전문가 손일엽(KISTI)

해석종류 비정상상태 다상 유동해석 사용 소프트웨어 Dassault XFlow2016 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 비정상상태 다상 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0.2 › 0.11 1 › 0.05

10 › 5 12 › 5

대표자 : 김상민 주소 : 경상남도 양산시 산막공단로북9길 60 -19 사업분야 : 정수시스템, 폐수처리기기 제조 및 시공 웹사이트 : www.sdaf.net

대표자 : 정일호 주소 : 대전광역시 유성구 유성대로 1184번길 25 사업분야 : 수처리, 멤브레인, 에너지사업 등 웹사이트 : www.bkt21.co.kr

Model 1 Model 2 Model 3

Model 4 Model 5 Model 6 유동 해석을 위한 유동장 모델링

및 해석 예시

임펠러 형상 변화에 따른 교반조 내의 유동 현상 변화

챔버 블레이드

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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도시/환경

도시/환경

(9)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

태양광 물순환 장치의 물순환 분석

씨앤씨솔루션

열회수 환기장치 기류 및 열유동 해석

은성화학

기술개발 배경 및 목적

– 태양열로 임펠러를 구동하여 저수지, 호수에서의 물순환을 통해 저수된 물의 오염을 저감하는 시스템

– 임펠러 사양에 따른 물순환 효과의 차이점 분석 및 물순환 형상의 가시화

기술지원 방법

– 장시간 임펠러의 회전 운동에 의한 물순환 효과를 모사하기 위해 정상상태 다중레퍼 런스프레임 (MRF) 해석 기법 사용

– 임펠러 종류 및 회전 속도에 따른 유동현상 비교

확보 기술 및 기대 효과

– 실제 물순환 장치를 통한 물순환 효과의 과학적인 입증이 가능 – 물순환 효과의 개선을 위한 물순환 장치 주요 설계 변수 도출

기술개발 배경 및 목적

– 열회수 환기장치는 실내공기의 열에너지를 회수하여 에너지를 절약하는 기계장치임 – 리턴 댐퍼 각도에 따른 재순환 유량 및 열교환 성능 파악

기술지원 방법

– 열교환 소자를 다공성 매질(porous media)로 처리하여 정상상태 해석 수행 – 3가지 리턴 댐퍼 각도(25, 35, 45)에 대하여 재순환 유량 및 열교환 성능 파악

확보 기술 및 기대 효과

– 열회수 환기장치의 정상상태 열유동해석을 통해 리턴 댐퍼 각도에 따른 재순환 유량 과 열교환 성능을 비교 분석 완료

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 정상상태 회전체 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS FLUENT 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 열유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

12 › 0.5 0.1 › 0.03

24 › 3 4 › 3

대표자 : 홍수정 주소 : 부산광역시 강서구 신호산단3로 102 2F 사업분야 : 태양열 친환경 물순환 장치 및 부속시스템 웹사이트 : www.cncsolution.co.kr

대표자 : 이경순 주소 : 경기도 안성시 원곡면 천덕산로 510 -27 사업분야 : 공기순환기, 환기시스템 등 웹사이트 : www.eunsung- ch.com

Case 1

Case 2

Case 3 태양열 물순환 장치

태양열 물순환 장치를 이용한

물순환 현상의 모식도 유동해석 모델 유동해석 격자

이미지 재요청 해상도 낮음

이미지 재요청

해상도 낮음

재순환 유량 [m

3/hr] 열교환 효율 [%]

Case 1 37 50.7

Case 2 57 56.2

Case 3 77 63.1

리턴댐퍼

SA EA

EA OA

RA OA

Case 1 Case 2 Case 3

Case 1 Case 2 Case 3

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도시/환경

도시/환경

(10)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

태양광 장치의 내진 블럭설치 시 가진영향 해석

이앤에이치

다양한 부이의 형상, 흘수 및 수심에 대한 유체역학반응분석

인진

기술개발 배경 및 목적

– 지진에 견고한 태양광 설비 사업 진출하기 위한 내진블럭을 개발하고자 함

– 개발한 내진 블록의 효과를 시험비용을 절약할 수 있도록 해석을 통해 사전 확인 후 개선점을 찾고자 함

기술지원 방법

– 기본적인 태양광 설비에 대한 도안을 바탕으로 해석 모델링 반영

– 모드해석 및 제안 지진시험 조건에 맞는 스펙트럼 해석을 통해 X, Y, Z축 방향별 지 진 영향을 확인함

확보 기술 및 기대 효과

– 태양광설비에 대한 신규 내진블럭의 효과를 스펙트럼 해석을 통해 확인하였음 – 독자 기술력을 통한 내지진 태양광설비 시장에 진출이 가능함

기술개발 배경 및 목적

– 파력발전기의 효율에 가장 큰 영향을 미치는 것은 부이(bouy)의 효율로 추정 – 부이의 각종 형상에 대한 변수화 해석을 통해 고효율 부이형상 설계 필요

기술지원 방법

– 부이의 형상에 영향을 미치는 형상변수 정립 – 부이 형상변수를 고려한 해석표 설정 및 변수화 해석 – 고효율 부이 설계를 위한 해석결과 분석 및 내재화 – 고효율 부이 설계를 위한 1D Solver 개발

확보 기술 및 기대 효과

– 고효율 부이형상 정립에 필요한 다양한 해석 데이터 확보 – 변수화 해석을 통한 변수별 특성 비교 및 분석

– 고효율 부이 설계를 위한 1D-Solver 개발/제공

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 진동모드해석, 스펙트럼해석 사용 소프트웨어 ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 김호윤(KISTI) 해석종류 부유물 동적 거동해석 사용 소프트웨어 ANSYS AQWA 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0.3 › 0.1 1 › 0.1

6 › 3 9 › 2

대표자 : 박대전 주소 : 서울시 성동구 성수이로7길 27, 701호 사업분야 : 태양광 발전 시스템, ESS, LED 조명 등 웹사이트 : www.eandh.co.kr

대표자 : 성용준 주소 : 서울시 동대문구 천호대로 395 -2 창도빌딩 5층 사업분야 : On/Off shore 파력발전기 웹사이트 : www.ingine.co.kr

기존 검토 모델

1차 모드 2차 모드

case 1

case 1 case 2 case 3 case 4 case 5 3차 모드 진동모드해석

부이의 형상 구분 및 테스트 해석 다양한 부이모델 및 해석조건

수정된 형상변수

1차해석 결과분석 및 2차 해석용 변수 설정

형상변수에 따른 평균출력 및 파도에너지 비교 신규 검토 모델

Case 결과값

Case 1 Case2 Case 3 Case 4 Case 5

기본 모델 블럭 모델 (교차배치) 블럭 모델(일렬화) 기둥 축소 모델 하단 보강 구조

x축 전체 최대응력 827.3 2057.4 2152.2 1203.3 1294.1

방향 패널부 최대응력 827.3 2057.4 2152.2 399.7 538.8

y축 전체 최대응력 ##### ##### ##### ##### 2217.7

방향 패널부 최대응력 ##### ##### ##### ##### 1746.8

z축 전체 최대응력 93.9 162.7 318.5 185.6 407

방향 패널부 최대응력 93.9 162.7 318.5 102.3 407

Case 1 기본 모델

Case2 블럭 모델

(교차배치)

Case 3 블럭 모델

(일렬화)

Case 4 기둥 축소 모델

Case 5 하단 보강 구조

▶ 블럭모델의 교차배치 (case 2)나 일렬화(case 3)는 특별 한 장점이 없음

▶ 하단 보강 구조 적용 시 상단 부 응력은 기본모델(Case 1) 보다 우수함

▶ 내진에 대한 구조 우수 비교:

Case 4 >Case 5 >Case 1>Case 2≈Case 3 Case 1

Case 3

Case 2

Case 4

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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도시/환경

도시/환경

(11)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

상·하 배치된 수로형 혐조에서 유체 유동 해석

지이티

공기토출구 형상 및 위치 변화에 따른 공기 청정기 청정 성능 분석을 위한 유동 해석

코웨이

기술개발 배경 및 목적

– 해석대상은 자유 수면이 없는 혐기성 조로 기존 하수 처리 공정보다 질소, 인의 제거 가 우수한 설비

– 상부조와 하부조에 교반기를 설치하여 교반기 작동에 따른 내부 유동 패턴 비교 분석

기술지원 방법

– 형기조의 상부와 하부에 각각 교반기를 설계

– 하부 교반기만 작동하는 경우(case 1)와 상부와 하부 교반기가 모두 작동하는 경우 (case 2)에 대한 유동 해석 수행

확보 기술 및 기대 효과

– 상·하 배치된 혐기성 조의 정상상태 유동해석을 통해 하부 교반기만 작동한 경우와 상·하부 교반기가 작동한 경우에 대한 비교 분석 완료

– 특허 등록 3건

기술개발 배경 및 목적

– 공기 청정기의 공기 토출구의 형상 및 위치에 따른 규격화된 실내공간내의 공기 청정 성능 분석

– 공기 청정 성능 분석을 통한 기존 제품 보완 및 신제품 설계 개선

기술지원 방법

– 규격화된 실내 공간에서 청정기 사양 및 설치 위치에 따른 공기 및 오염 물질의 체적 분율 시간별 변화 분석

– 단위 실내 공간에서의 청정기 토출구의 상하, 좌우 모션에 따른 공기 및 오염물질 농 도의 시간별 변화 조사

확보 기술 및 기대 효과

– 공기 청정기 사양별 시간에 따른 오염 물질 저감 패턴 분석 – 공기토출구의 각도 변화에 따른 오염 물질 저감 패턴 분석

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 비정상상태 다상 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS FLUENT 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

5 › 3.5 0.3 › 0.15

24 › 12 5 › 3

대표자 : 최광희 주소 : 대전광역시 대덕구 대화로 160

지원상가 1동 306 사업분야 : 수처리설비

대표자 : 이해선 주소 : 충청남도 공주시 유구읍 유구마곡사로 136 -23 사업분야 : 공기청정기, 정수기 제조 등 웹사이트 : www.coway.co.kr

혐기조

공기청정기 2대 설치시 공기 및 오염 물질의 체적 분포 회전형 공기청정기의 청정효과

공기청정기 사양 및 설치 위치에 따른 해석 모델 공기토출구의 각도 및 회전에 따른 해석 모델 3D 모델

유동해석 모델 격자 형상

압력 분포

유선 분포 Case 1

Case 1 Case 2

Case 2

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도시/환경

도시/환경

(12)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

와이어없는 신호등 가로보의 구조물 설계 계선

타스테크놀로지

스프링클러헤드 디플렉터 구조에 따른 살수 분포 예측

파라텍

기술개발 배경 및 목적

– 기존의 신호등 및 CCTV의 가로보는 처짐방지를 위한 와이어와 지지대를 설치 – 지지대에 부착된 가로보가 와이어없이 설치가 가능 하도록 구조물 설계 개선

기술지원 방법

– 지지대, 가로보 등 가로등의 3D 모델 구성 및 단순화

– 한국도로교토시설물공업협동조합의 교통신호등주 규정에 따른 해석조건 정립 풍하 중, 중력 등 영향인자 분석 및 설계개선안 제시

확보 기술 및 기대 효과

– 교통신호등주 규정을 고려, 와이어없는 신호등 구조물의 설계안 검토 – 자중, 풍하중 등 하중조건별 영향성 분석

– 다양한 설계개선안 검토 및 우수 설계안 제시

기술개발 배경 및 목적

– 스프링클러는 건물내 화재 발생시 초기 화재 진압에 있어서 매우 중요

– 스프링클러 디플렉터의 형상에 따라 살수 분포가 민감하게 달라지므로 유체해석을 통 한 상세 분석 필요

기술지원 방법

– 각기 다른 형태의 스프링클러에 대한 유동 해석 수행

– Volume of Fluid 방법을 통해 물이 공기중에 흩어지는 효과를 구현 – 디플렉터 형태에 따른 살수 각도 및 살수경향성 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 하향형 및 상향형 스프링클러의 살수패턴 모사에 따른 설계 특성 분석 – 반복적인 실험 횟수를 줄여 개발 비용 단축 및 살수 현상의 과학적 이해 도모

기술지원 전문가 김호윤(KISTI) 해석종류 정적 구조해석

사용 소프트웨어 ANSYS Mechanical 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 정상상태 다상 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS FLUENT 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

1.5 › 1.0 0.1 › 0.07

12 › 5 7 › 5

대표자 : 서태화 주소 : 광주광역시 광산구 진곡산단 3번로 41 - 8 (진곡동) 사업분야 : 감시카메라, 함체, 신호등 구조물 등 웹사이트 : www.hantas.co.kr

대표자 : 오선영, 안계환 주소 : 경기도 부천시 원미구 길주로 425번길 30 -21 사업분야 : 소방 설비 및 시공 웹사이트 : www.paratech.co.kr

해석에 적용된 요소망 구성 해석조건별 최대응력 및 최대변형량 분포 비교

터 형 의 체

대 위 패턴

Case 1 Case 2 Case 2-1 Case 3 Case 1 Case 2 Case 2-1 Case 3

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도시/환경

도시/환경

(13)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

스마트폰 카메라 고해상도 렌즈의 글래스 몰딩 성형 해석

쎄코닉스

디스플레이용 글라스 열처리 장비 내부의 열유동 해석

테라세미콘

기술개발 배경 및 목적

– 카메라 렌즈의 비구면 렌즈 형성을 위한 글래스 몰딩 프레스 공정의 선행 검토 해석의 필요 – 렌즈 위치 및 크기 편차에 의한 비구면 형상 영향성 확인

기술지원 방법

– 기존 문헌에 안내된 User subroutine에 의한 물성 및 해석 방법의 재현 – Heating ▷ Pressing ▷ Cooling ▷ Release 단계의 순차적인 시간에 따른 해석 수행

확보 기술 및 기대 효과

– 비구면 렌즈에 대한 편차 영향성을 사전에 확인할 수 있는 해석 모델을 확보함 – 정밀 비구면 렌즈 가공 기술의 확보를 통한 생산성 증대

기술개발 배경 및 목적

– 디스플레이 글라스 열처리 장비 내부의 복잡한 열유동 현상으로 인한 불량률을 감소시킬 필요 존재

– 실제 측정으로는 내부 열유동 현상을 규명할 수 없으므로 CFD를 활용한 내부 열유체 현 상의 가시화 필요

기술지원 방법

– 전체 시스템을 모사하기에는 계산시간 및 메모리의 제한으로 주기모델을 통한 부분적 인 해석을 수행

– 실제 측정값과의 비교를 통한 유동 해석 결과를 검증하고 향후 유동해석 기술의 신뢰 성 확보 방안 마련

확보 기술 및 기대 효과

– 복사, 대류, 전도를 포함하는 고체- 유체 열전달 해석 방법론 정립

– 해석시간이 긴 과도 해석의 경우 열에너지 방정식과 유체 운동 방정식간 상호 연관관계 확립

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 비선형 동적거동해석 사용 소프트웨어 ABAQUS 6.14 슈퍼컴퓨팅 자원 SINBARAM

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 정상/비정상 상태 열유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS FLUENT 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0 › 0 0 › 0

0 › 0 0 › 0

대표자 : 권혁대, 박은경 주소 : 경기도 동두천시 상봉암동 146 -16 사업분야 : 핸드폰 렌즈, 광학렌즈, 광학필름 등 웹사이트 : www.sekonix.com

대표자 : 이재경 주소 : 경기도 화성시 동탄면 경기동로 267-24 사업분야 : AMOLED, 반도체 열처리 장비 웹사이트 : www.terasemicon.com

Mesh size: 0.03mm Mesh size:0.015mm Mesh size:0.0075mm 글래스 지름 : 2mm 글래스 지름 : 2.125mm 글래스 지름 : 2.237mm

글라스 열처리 장비의 외관 및 내부 모델링 계산 격자 구성 열처리 장비 내부 유선 및 속도장 분포

메쉬 크기 (mm) 0.03 0.015 0.0075

글래스 노드수 (개) 2,180 8,625 33,887

글래스 상대 부피 1 1.2 1.4

글래스 지름(mm) 2 2.125 2.237

Axisymmetric Model

CONDUCTION-2 SURFRADIATE-2

SURFRADIATE-3 SURFFILM-1 SURFRADIATE-1

CONDUCTION-1

Axis of symmetry

X RPBOT : Force control X RPTOP

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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전기/전자/반도체/통신

전기/전자/반도체/통신

(14)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

필터 안전주사기 내부 유동해석을 통한 부품 신뢰성 검토

메디라인액티브 코리아

인공 고관절 뼈 내부 고정력 및 피로수명 해석

케이씨스

기술개발 배경 및 목적

– 약품에 함유되어 있는 불순물을 제거하기 위해 필터가 장착된 주사기 개발

– 주사액의 흡입 및 배출시 필터내부에서의 각 요소 부품에 가해지는 압력 차이를 저감시킬 필요

기술지원 방법

– 주사액이 흡입되고 배출되는 현상을 각각 분리하여 유동영역을 구성

– 필터 내부 유동 해석을 통해 필터부 각 부품이 받는 압력 분포 경향 및 유동 저항 경향성을 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 필터 내부 유동 현상의 과학적 가시화를 통한 설계 개선 아이디어 도출 – 개선 사양에 대한 유체 유동 해석 결과 압력 저감 효과가 실제 발생함을 확인

기술개발 배경 및 목적

– 측면 팽창형 부분품 반영에 따른 인공 고관절의 뼈 내부 고정력 및 피로시험에 대한 기존 기 본형의 인공고관절 대비 효과 확인하기 위해 설계 사전 검토를 통한 개발비용 및 시간 단축 필요

기술지원 방법

– 볼트 토크에 의한 측면 팽창형 메커니즘의 모사

– 기존형 대비 측면 팽창형의 인공고관절인 뼈와의 고정력 효과 해석 비교 – 피로시험 인증을 위한 사전 피로해석 수행

확보 기술 및 기대 효과

– 구조변경 인공고관절에 대한 메카니즘 모사 및 피로해석 방법을 확보하였음 – 국내 뿐만 아니라 해외 수출품 대비 기술 개발력을 인정받을 수 있을 것임

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 정상상태 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 윤태호(KISTI)

해석종류 동적거동해석, 비선형 정적해석, 피로해석 사용 소프트웨어 LS- DYNA R8.0, ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

5 › 0.3 1 › 0.5

24 › 6 6 › 3

대표자 : 강대원 주소 : 경기도 안산시 단원구 원포공원1로 70, 407호 사업분야 : 의료기기 웹사이트 : http://mlak.barunweb.co.kr/

대표자 : 김두만 주소 : 경기도 고양시 덕양구 항공대학로 76 310호 사업분야 : 정형외과용 의료기구

필터 주사기 적용 과정 주사기 필터부 내부 압력분포

주사기 필터부 내부 상세 유동 분석

주사기 필터부 내부 유선 및 벡터

필터 주사기 유동 영역

필터 주사기 내부구조

초기 형상 중기 단계 완료 형상

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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생체역학/스포츠/신약/화학

생체역학/스포츠/신약/화학

(15)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

철강 절단용 나이프의 피전단재별 전단 응력 해석

대원인물

호이스트크레인의 볼트파손 원인분석 및 전달력 계산

반도호이스트크 레인

기술개발 배경 및 목적

– 나이프의 전단에 대한 피로수명의 기초 연구 필요

– 나이프 판매 이후 업체별 피전단재 사용시의 수명예측에 대한 기준이 없어 이에 대비한 기준 준비

– 피전단재의 재질에 따라 두께 및 clearance의 변경 조건에 따른 해당 나이프의 수명 예측을 하고자 함

기술지원 방법

– 나이프 전단 해석 모델링 기준 확보

– 실험계획법을 통한 80여가지의 해석 case의 전단해석을 통해 전단 최대응력 및 반력 결과 확보

– 나이프별 피전단재 재료에 따른 1D 솔버화 구성

확보 기술 및 기대 효과

– 다양한 피전단재에 따른 나이프별 사용 수명 예측이 가능한 1D 솔버 기술을 확보함 – 피전단재에 따른 나이프의 사용 권장기간 제시가 가능해 해당 시장의 신뢰성을 높일

수 있음

기술개발 배경 및 목적

– 운전 중 발생하는 호이스트크레인 연결 볼트의 파손 원인 규명 – 연결볼트 설계개선을 위한 전달력 계산방안 정립

기술지원 방법

– 호이스트 크레인 단순화 및 3D 모델 구축 – 정하중 상태에서의 볼트 응력분포 분석 – 최대응력에 대한 하중조건의 영향성 분석 – 블트 체결력과 응력 및 반력의 관계 정립

확보 기술 및 기대 효과

– 현 설계방식의 구조적 안정성 확인

– 연결볼트 안정성에 대한 지배적 하중조건 파악

– 블트 체결면에 슬립이 발생하지 않을 한계 체결토크 계산방식 정립

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 동적거동해석

사용 소프트웨어 LS- DYNA R8.0, ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 김호윤(KISTI) 해석종류 정적 구조해석

사용 소프트웨어 ANSYS Mechanical 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

0 › 0 0 › 0

0 › 0 36 › 6

대표자 : 최도현 주소 : 인천 부평구 가좌로96번길 57 사업분야 : 철강용 나이프, 산업용 스프링 웹사이트 : www.daewonknife.co.kr

대표자 : 유동윤, 김형태 주소 : 경기도 안산시 단원구 신원로 456 (원시동) 사업분야 : 호이스트&크레인, 조선 기자재 등 웹사이트 : www.bandohoist.com

Trolley 연결점에 고정(Fixed) 조건 부여

Wire가 모두 감겨있는 조건을 해석(가장 가혹한 조건으로 판단) 주위 구성품에 질량 부여

자중의 효과를 적용하기 위해 중력가속도 정의

하중조건별 최대응력에 미치는 영향성 검토 - Case 1 : 체결토크만 부여 - Case 2 : 중력만 부여 - Case 3 : 전달토크만 부여 - Case 4 : 모든 하중 부여

볼트에 발생하는 대부분의 응력은 볼트 체결에의한 예장력 (pre-tension)에 의해 발생

체결부의 슬립 발생 조건- (전달토크에 의한 최전력)

> (접촉면 반력) x (접촉면 마찰계수)

(전달토크에 의한 최전력)

= (전달토크) / (평균반경) =116,360N - 전달토크: 17,454Nm(p.12) - 평균반경: 015m

접촉면 마찰계수를 0.4로 주정할 경우,

접촉면 반력은 290,900N이상이어야 체결부에 슬립이 발생하지 않음 볼트 체결면에 슬립이 발생하지 않을 조건은,

"볼트 체결토크 > 195.1Nm"임

↔ 현 조립공정은 147Nm의 체결토크 적용 중 정격토크(495Nm)를 적용, 볼트의 체결력 계산

각각의 볼트마다 체결력 부여: 123,750N

Reducer에 의해 Drum Coupling으로 전달되는 토크 :17,454Nm

Body 관련 변위 및 하중조건 연결볼트 관련 하중조건 최대응력에 대한 하중조건의 영향성 분석 전달토크에 의한 볼트 체결부의 슬립 발생 조건

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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건설/장비/기계

건설/장비/기계

(16)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

샤워기 파이프 내부 유동 해석

세비앙

인체 모형을 적용한 샤워기 외부 유동 해석

세비앙

기술개발 배경 및 목적

– 가정용 시스템 샤워기의 내부 유동에 관한 해석

– 샤워기의 파이프 형상과 온수 및 냉수 압력에 따른 토출량 분석

기술지원 방법

– 3가지 형상의 샤워기 파이프와 4가지 압력 조건에 따른 토출량 및 수온 분석 – 핸드 샤워기 측 토출량 및 수온 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 가정용 시스템 샤워기의 내부 열유동 해석을 통하여 급수압에 따른 토출량 및 토출 온도 비교 분석 완료

– 디자인 특허 1건 등록

기술개발 배경 및 목적

– 인체 모형을 활용한 가정용 시스템 샤워기의 외부 유동에 관한 해석

– 샤워기에서 토출되는 물의 거동 및 신체에 닿았을때의 물의 유속 및 압력 분포 분석

기술지원 방법

– 샤워기 파이프 내부 유동의 유동 해석 결과값을 이용하여 경계조건 설정 – 다상유동으로 가정하여 외부 공기와 샤워기에서 토출되는 물의 거동 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 인체 모형을 적용한 가정용 시스템 샤워기의 외부 다상 유동 해석을 통하여 신체에 작용하는 물의 속도 및 압력 분석 완료

– 디자인 특허 1건 등록

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 열유동 해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 다상 유동 해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

1 › 0.2 1 › 0.2

3 › 1 3 › 1

대표자 : 류인식 주소 : 경기도 광주시 오포읍 봉골길 164 -11 사업분야 : 샤워기 등 웹사이트 : www.cebien.com

대표자 : 류인식 주소 : 경기도 광주시 오포읍 봉골길 164 -11 사업분야 : 샤워기 등 웹사이트 : www.cebien.com

Inlet

Pressure Case 1 Case 2 Case 3 Hand

0.5 5.03 lpm 4.88 lpm 4.95 lpm 4.62 lpm

1 6.98 lpm 6.89 lpm 7.02 lpm 6.65 lpm

2 10.22 lpm 9.81 lpm 10.22 lpm 9.55 lpm

3 12.60 lpm 11.77 lpm 12.09 lpm 11.57 lpm

Inlet

Pressure Case 1 Case 2 Case 3 Hand

0.5 32.70 ℃ 34.67 ℃ 32.71 ℃ 38.55 ℃

1 32.70 ℃ 34.66 ℃ 32.71 ℃ 38.43 ℃

2 32.70 ℃ 34.65 ℃ 32.70 ℃ 38.41 ℃

3 32.70 ℃ 34.65 ℃ 32.70 ℃ 38.36 ℃

Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 유동 해석 격자

유선 분포 유동 해석 격자

3D 모델

속도 분포 압력 분포

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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건설/장비/기계

건설/장비/기계

(17)

기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

근적외선 히팅시스템의 터널 내 공기 유동 해석

얼라이드레이 테크놀로지

기술개발 배경 및 목적

– 근적외선 히팅 시스템은 제조업에서 생산된 제품의 코팅부를 건조·경화시키는 장비임 – 건조시 발생되는 가스의 원활한 배출을 위한 유동 해석 수행

기술지원 방법

– Variable Composition Mixture 모델을 사용하여 다상 유동 해석 수행 – 기존 모델과 개선형 모델의 가스 배출 성능 비교

확보 기술 및 기대 효과

– 적외선 히팅시스템의 정상상태 다상 유동해석을 통해 생성된 가스의 배출 특성 분석 완료

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 다상 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

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대표자 : 한동훈 주소 : 인천광역시 남동구 고잔동 218번지 사업분야 : 산업용전열기기, 건조기 등

기존 해석 모델 개선형 해석 모델 유입 공기 측 유선 분포 발생 가스 측 유선 분포

해석 격자

압축공기를 사용한 유체 및 입자 이송 장치의 유동 해석

아산텍

기술개발 배경 및 목적

– 압축공기를 이용하여 유체 또는 분체를 이송하는 장치의 개발에 있어서 최소의 공기 로 최고의 진공도 달성이 필요

– 유사 시스템 전량 수입에 의존

기술지원 방법

– 기존의 벤치마킹용 제품의 3차원 유동해석을 통한 제품의 원리 이해

– 유동 분석을 토대로 개선 제품의 유동 해석을 수행하고 저압의 진공 영역 생성에 대한 메커니즘 분석

확보 기술 및 기대 효과

– 고속의 공기 흐름 및 진공부 생성 메커니즘의 가시적인 이해 도모

– 기존 사양 문제점의 과학적 분석 및 개선사양에 대한 설계 개선 아이디어 도출

기술지원 전문가 손일엽(KISTI) 해석종류 정상상태 유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

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대표자 : 이상렬 주소 : : 경상남도 창원시 성산구 완암로 50, 메카동 717 사업분야 : 절삭유 청정 및 수처리 장치 개발, 제조 웹사이트 : www.asantrade.co.kr

온도 및 밀도 분포

격자계 및 장치 내부의 유선 속도벡터 및 압력분포

분사 노즐 부

Air Jet 시스템의 전체 유동 해석 영역 흡입 및 배출부 Air jet 조립품

슈퍼컴퓨팅 M&S 기술자원 성과사례집

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건설/장비/기계

건설/장비/기계

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기술개발 효과 기술개발 효과

개발기간단축(개월) 개발기간단축(개월)

개발비용절감(억원) 개발비용절감(억원)

용광로 침적관 내화물의 적층시 계면 부위 형상에 따른 응력 해석

포스코켐텍

터보 컴프레셔 공력설계 및 검증

한국에어로

기술개발 배경 및 목적

– 1차 탈탄 정련이 끝난 용강로의 미세 성분을 제어하는 진공 탈 가스 설비의 내화물 계면 경계에서 열 사이클 반복에 따른 침식이 심해져 내화물 교체 시기가 당겨짐

– 내화물 적층 구조의 변경에 따른 계면에서의 침식 저감 효과를 확인하여 최적의 형상을 반영하고자 함

기술지원 방법

– 열 사이클별 작용되는 내화물 및 세라믹 계면의 2D 모델링 구성 및 응력 확인 – 제시된 7종의 다양한 내화물 적층 변경 구조에 대해 열응력 해석 비교

확보 기술 및 기대 효과

– 열 사이클에 따른 내화물 적층 변경구조에 대한 내화물 계면에서의 세라믹 파단 및 응력저감 효과 확인함

– 내화물 교체시기를 늦춰 제품 판매 경쟁력 강화

기술개발 배경 및 목적

– 현재 개발 완료된 21,000 rpm 조건에서 토출압이 0.8 bar인 100 HP급 터보 컴프 레셔의 해석 평가

– 성능 평가 완료 후 토출압이 2.0 bar를 만족하는 회전수 및 유량 조건 도출

기술지원 방법

– 공학해석의 신뢰성 판단을 위해 21,000 rpm 조건의 시험 결과와 해석 결과 비교 – 동일한 해석 방법을 이용하여 토출압 2.0 bar를 만족하는 조건 탐색

확보 기술 및 기대 효과

– 열회수 환기장치의 정상상태 열유동해석을 통해 리턴 댐퍼 각도에 따른 재순환 유량과 열교환 성능을 비교 분석 완료

기술지원 전문가 윤태호(KISTI) 해석종류 비선형 열변형해석 사용 소프트웨어 ANSYS 18.1 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

기술지원 전문가 황재순(KISTI) 해석종류 정상상태 열유동해석 사용 소프트웨어 ANSYS CFX 18.2 슈퍼컴퓨팅 자원 HEMOS- CLOUD

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대표자 : 이영훈 주소 : 인천 경상북도 남구 신항로 110 사업분야 : 내화물, 환경소재 생산 웹사이트 : www.poscochemtech.com

대표자 : 김왕환 주소 : 대전광역시 유성구 테크노2로 281 사업분야 : 공기압축기, 냉동탑, 공조기 등 웹사이트 : www.airro.co.kr

해석 결과 실험 결과 오차

Pressure [bar] 0.78 0.76 2.56%

Power [kW] 46.16 48.87 5.87%

40 60 75 92 98

29,000 1.682 1.709 1.715 1.6 1.5 30,000 1.785 1.84 1.87 1.785 1.7 31,000 1.918 1.98 2.037 1.986 1.837 Volume flow rate

[m3/min]

RPM 유동해석 모델

3D 모델

유동해석 격자

압력 분포(2 bar) 속도 벡터(2 bar)

유선 분포(0.8 bar) Case 1

Case 4

Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Case 7 Case 5 Case 6 Case 7

Case 2 Case 3

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건설/장비/기계

건설/장비/기계

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사람과 사람, 오늘과 내일, 기술과 기업이 연결되는 더 큰세상

Supercomputing M&S Consulting

2016

한국과학기술정보연구원은

과학기술 R&D 인프라의 체계적 구축을 통한 국가 경쟁력 확보를 위해 출범한 정부출연연구기관입니다.

지난 1962년 한국과학기술정보센터로 출범한 이래로,

전 세계의 연구효율성 극대화에도 이바지해왔습니다.

수치

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참조

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