하이퍼웍스, 항공우주 산업을 일으키다

알테어는 효율적인 시뮬레이션 모델링과 설계 최적화에서 암시적, 명시적, 전자기적, 다물체 동역학 분석용 첨단 솔루션까지 항공산업에 포괄적인 솔루션을 공급하고 있습니다.

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NASA 오리온 크루 모듈의 수상 낙하 시뮬레이션 전직 아폴로 우주비행사이자 현재 스페이스 엔터프라이즈에서 시스템 기획과 분석을 총괄하고 있는 T.K. 매팅리가 알테어 프로덕트디자인으로 NASA 오리온 크루 모듈의 수상 착륙을 시뮬레이션한 사례를 소개합니다.

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하이퍼웍스로 믿을 수 있는 인공위성을 만드는 RUAG 스페이스 RUAG 스페이스는 하이퍼웍스 제품을 사용해 인공위성 개발 기간을 크게 단축했습니다.

항공업계 설계 조직에서는 기술적 복잡도가 대단히 높은 제품을 예산을 초과하지 않고 적기에 개발하기 위해 하루 하루 고군분투하고 있으며 그 과정에서 엄격한 안전 및 성능 요건도 충족해야 합니다.

이러한 문제를 성공적으로 처리하기 위해 항공우주업계 설계자와 엔지니어에게 CAE의 전체 기능 활용은 필수입니다. 항공우주업계에서는 CAE의 기능을 설계 프로세스 초기부터 적극 활용하여 성능과 중량, 원가를 예측해 보다 적절하게 의사를 결정하고 동시에 규제 요건에 맞춰 설계를 정밀하게 검증합니다.

알테어의 하이퍼웍스는 항공우주업계에서 다음 분야에 활용 가능한 업계 최고의 시뮬레이션 도구를 제공합니다.

  • 최소 중량 설계

  • 고효율 FE 모델링

  • 복합 설계 및 분석

  • 전자기 분석

  • 응력 해석

  • CAE 자동화

하이퍼메시, 하이퍼뷰, 옵티스트럭트, 페코, 라디오스를 필두로 한 CAE 도구는 항공우주 시뮬레이션의 신기원을 여는 새로운 표준이 되고 있습니다.

Quote
"최적화 기술은 설계의 판도를 바꿔 놓았습니다."

–Brian Cottrell, Chief Engineer for Structures

Honeywell Aerospace



갱도

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제트 엔진 시뮬레이션 전체 및 세부 항공기 모델의 모델링 및 시뮬레이션 조류 충돌 시 라디오스를 통한 복합재 파괴 시뮬레이션 플라이 기반 복합재 사전처리 및 시각화 옵티스트럭트 복합재 최적화 프로세스 항공기 도어 브래킷의 토폴로지 최적화와 최종 결과 랜딩 기어 운동학 분석 산란과 같은 전자기 시뮬레이션을 위한 FEKO
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최소 중량 설계

항공우주산업은 더 가벼우면서도 까다로운 기능적 요구사항을 충족하는 구조를 설계해야 하는 난제에 직면해 있습니다.

옵티스트럭트는 시중에서 가장 포괄적이고 강력한 구조 최적화 도구이며, 바로 그러한 이유로 항공우주 산업에 널리 도입돼 쓰이고 있습니다.

뿐만 아니라 구조 공학자에게 얼마나 유용한지 이미 다음과 같은 여러 산업 분야에서 입증된 바 있습니다.

  • 설계 요건을 충족하는 최소 중량 구조물의 설계

  • 개념 및 사전설계 단계의 개선

  • 설계 기간 및 CAD/CAE 반복 줄임

  • 혁신적인 구조적 배치 개념 제공

  • 알테어의 웨이트 애널리틱스를 통한 중량 및 균형의 추적, 관리

고효율 FE 모델링

전역 및 지역 FE 모델의 고급 모델링

항공우주 업계 구조 분석가는 양질의 FE 시뮬레이션의 결과를 도출하면서 동시에 촉박한 일정 속에서 납기를 맞춰야 하는 숙제를 안고 있습니다.

하이퍼메시하이퍼뷰는 차세대 모델링/시각화 도구로서 항공우주 CAE 업계에서 널리 사용되고 있습니다. FE 모델을 처리하는 현대적이고 효율적인 플랫폼으로서 다음과 같이 엔지니어를 지원합니다.

  • CATIA, NX, SolidWorks, Pro-Engineer 등을 비롯한 주요 CAD 패키지와 직접 인터페이스

  • 강력한 형상 클린업과 메싱 기술로 기존 도구와 비교해 FE 모델 생성 시 50% 시간 절감 가능

  • 다중 솔버 환경: 항공우주 주요 솔버, 라디오스 , 옵티스트럭트 및 타사 솔루션(Nastran, Abaqus, Ansys, Dyna)과 연결 가능한 단일 CAE 환경

  • CAD 변경 후 모델을 업데이트하거나 변형 및 장단점을 신속하게 조사할 수 있도록총체적이고 손쉬운 FE 모델 파라미터화

복합 설계 및 분석

복합 설계/분석용 전문 도구 완비

아래와 같은 방법이 알테어의 첨단 최적화 프레임워크에 모두 통합돼 지난한 설계 공정을 거치지 않고도 복합재료의 다양한 장점을 충분히 실현할 수 있습니다.

  • 개념 설계 개발 시간 단축: 복합 설계 합성으로 중량은 최소화하고 강도는 높은 최적의 복합 레이업 구조 설계

  • 신속한 설계 분석: 여러 가지 상용 FEA 솔버를 위한 완벽한 복합 모델링 및 분석 환경이 포함된 복합 세부 분석

  • 설계의 충격 내성 시험: 섬유 및 매트릭스 장애와 박리, 파열, 균열 확대를 예측할 수 있는 정교한 수치 분석법이 내장된 복합 충격 손상 모델링

복합 설계에서 추측을 없애고 하이퍼웍스의 복합 시뮬레이션 도구로 설계를 정확하게 최적화할 수 있습니다.

전자기 분석

항공우주 및 방위 산업용 전자기 분석 도구의 선도 공급업체

항공기와 헬기는 전자기 신호에 의존해 안전하게 비행하고 임무 완수를 위한 중요한 작업을 수행합니다. 페코는 종합 전자기 코드로서 항공우주 및 방위 산업 전반에 도입돼 다음과 같은 작업을 수행하고 있습니다.

  • 우주 및 항공기 안테나의 배치 최적화

  • 통신 안테나의 복사 패턴 분석

  • 인접 구조물의 차폐로 인한 안테나의 패턴 왜곡 분석

  • 효율적인 배선과 케이블 결합, 차폐 시스템 설계

  • 낙뢰의 영향 및 위험 완화 방안 규명

  • 설계의 레이더 단면 평가

  • 효과적인 레이돔 설계 개발

응력 해석

응력, 메커니즘, 취약성 시뮬레이션

알테어 하이퍼웍스는 항공우주 산업의 여러 시뮬레이션 분야에서 양질의 솔버를 제공합니다.

  • 응력 분석: 전역 부하 계산, 국소 모형으로 전달, 상세 응력 분석 모두 하이퍼웍스의 강점입니다. 옵티스트럭트는 시장을 선도하는 구조 분석/최적화 솔루션으로, 포괄적인 기능으로 인해 항공우주 분야에서 크게 인정 받고 있습니다.

  • 취약성 및 복합 설계를 위한 동적 시뮬레이션: 라디오스는 항공우주 업계에서 조류 충돌, 비상착륙, 탑승객 시뮬레이션, 기타 복잡한 안전 분석을 수행할 때 선호되는 솔루션입니다.

  • 메커니즘 시뮬레이션: 모션솔브는 연성물체가 있는 구조물 등 전면 동적 시뮬레이션에 적합한 뛰어난 제품입니다. 랜딩 기어, 플랩, 단순 메커니즘은 하이퍼웍스로 간단히 모델링하여 시뮬레이션할 수 있습니다.

  • 응력 분석 데이터 전송: 하이퍼웍스 매트릭스 도구는 응력 분석가에게 CAE 모델 결과와 마이크로소프트 엑셀 간에 자유롭게 이동할 수 있는 편리한 환경을 제공합니다. 엔지니어는 이 도구로 템플릿을 설정하여 복수의 소스에서 가져오는 데이터에 대해 손쉽게 수학 연산을 실행하여 필요한 인증 보고서를 생성할 수 있습니다.

알테어는 어떤 항공 시뮬레이션 요구사항에 대해서도 빠르고 정확하며 믿을 수 있는 솔루션을 제시합니다.

CAE 자동화

설계 비용 최소화는 시스템 통합 업체나 시스템 공급업체를 막론하고 항공우주 시장에서 살아남기 위해 반드시 달성해야 하는 과제입니다.

알테어의 시뮬레이션 환경을 만나면 높은 수준의 맞춤화 및 공정 자동화를 통해 CAE 공정을 다음과 같이 간소화하고, 가속화하고 표준화할 수 있습니다.

  • 개방형 플랫폼 - 사용자 정의 템플릿을 통해 자체 도구 및 핸드북 검증 방법과 연계 가능(예: FEA로 분석 대상 좌굴/클리플링의 분석 통합)

  • 유틸리티 - 반복 작업 (예: 리벳과 볼트의 자동 식별과 타당성 검증)

  • 템플릿 생성 - 자동으로 보고하기 위해 생성(예:표준화된 응력 보고, 하중 조건 문서화, 인터페이스 하중 보고서 등).

  • 하이퍼웍스 프로세스 매니저 - 전체 CAE 공정용(예: 판금 이차 구조 브라켓의 자동 응력 분석) 템플릿 생성 가능

  • 하이퍼스터디 - 복수의 상용 및 내부 코드를 서로 연결하는 다분야 설계 최적화, 확률 또는 파라미터 규명 연구를 조성해 대안 분석과 설계 최적화 수행