Computational Fluid Dynamics(CFD)
전산유체역학 해석 및 솔루션 개발
Open source/Customized/AI CFD, Optimization, Digital twin, Photogrammetry
넥스트폼은 최고의 기술력으로 여러분의 엔지니어링 문제에 대한 컨설팅 서비스를 제공합니다. 지금 바로 문의하세요.
Main Business Area
CFD 프로그램 – BARAM, FAMUS
- OpenFOAM 기반 CFD 프로그램 BARAM의 개발 및 공개
- 공간격자 없이 질점만 사용하는 FAMUS 개발 및 공급
CFD CAE Consulting – 열유동해석
- CFD/CAE 시뮬레이션을 통해 제품/시스템의 성능 평가
- 열/유체의 흐름 가시화, 문제점 진단, 개선안 및 최적설계안 제시
Customized CFD Solution – DIY CFD
- 전용 CFD 솔루션 개발을 통한 CFD Workflow 혁신
- AI와 데이터마이닝 기술을 이용한 실시간 시뮬레이터 개발
Optical Measurement
- 광학 카메라로 비접촉식 3차원 위치와 자세
- 6자유도 운동 분석 및 목표 구조물의 운동 특성 분석
Our Key Technologies
Computational Fluid Dynamics
- 압축성/비압축성/연소/다상 유동 및 Multi-physics 시뮬레이션 기술
- 공개 소스 CFD 프로그램 BARAM의 개발 및 공개
- OpenFOAM 성능 향상을 위한 포크인 NextFOAM의 개발 및 공개
- 무격자 기법의 다중 물리현상 솔루션 FAMUS 개발 및 공급
- 다양한 분야의 경험을 바탕으로 CFD/CAE 분야에서 최상의 엔지니어링 서비스와 솔루션 제공
Engineering Solution Development
- 고객 요구에 최적화된 맞춤형 엔지니어링 솔루션 개발
- 3D CAD/Geometry Handling
- Surface/Volume mesh generation
- Visualization and post-processing
- Workflow optimization
- UX(User Experience) design & development
- Web based engineering solution development
- Parallelization and code optimization
Real Time Simulator, Optimization
- CFD 해석 프로세스 자동화
- 실험점에 대한 해석 결과 데이터베이스 구축
- Surrogate 모델 혹은 POD/AI를 이용한 실시간 시뮬레이터 개발
- 실시간 시뮬레이터를 활용한 물리 기반 디지털 트윈
- 실시간 시뮬레이터를 활용한 다목적 설계 최적화
- 초기설계 단계부터 A/S까지 전체 제품 수명 주기에 시뮬레이션 활용
Optical Measurement, AI
- 단안, 양안 카메라를 사용하여 비접족식 3차원 계측 시스템 개발
- 위치/자세 분석 결과 기반 구조물의 속도, 각속도, 고유주파수 성분 분석
- 고속동조조명을 이용 헬리콥터 로터와 같은 고속 이동 물체의 좌표 계측
- 심층학습 네트워크 기반의 설계-학습-결과도출 파이프라인 맞춤 제작
컨설팅 프로젝트 포트폴리오
넥스트폼은 항공우주, 조선해양, 자동차, 전기전자, 에너지환경, 건설토목 등 다양한 분야에서 300건 이상의 컨설팅 프로젝트를 수행했습니다. 주요 수행 사례를 소개합니다.
대기 오염물 확산 CFD SaaS 개발
대기 오염 확산은, 공기 질 개선, 공중 보건, 공공 정책, 도시계획 등 많은 분야에서 필수적인 역할을 합니다. CFD 해석을 위한 지형과 건축물의 형상 및 격자 생성을 자동화하고, 기상정보를 시뮬레이션에 반영하였습니다. CFD 분석 환경을 한국국토정보공사의 디지털 트윈 플랫폼 상에 SaaS 서비스로 구현함으로써 활용성과 접근성을 극대화 하였으며, 센서 계측 데이터와 시뮬레이션 데이터를 융합하였습니다. 더보기
고속열차 전두부 형상 최적화
차세대 고속열차의 공력성능 최적화를 위한 전두부 형상최적설계 연구입니다.
베지에 (Bezier) 곡선 및 곡면을 활용하여 일반적인 고속열차 전두부를 모사할 수 있는 형상 모델 및 27개의 형상매개변수를 도출하였습니다.
500개의 sample case를 buoyantSimpleNFoam으로 해석하여 Surrogate model을 생성하였으며, NSGA-II 기법으로 항력/미기압파/전도모멘트 등 여러 목적함수에 대해 단일 목적 최적화 / 다목적 최적화를 수행하였습니다.
모든 목적함수에서 5~20%의 전반적 성능 개선이 가능함을 확인하였으며, 사용자가 목적함수 가중치를 조작하면 그에 맞는 최적 형상을 도출하는 프레임워크를 구현하였습니다. 더보기
수치지형도를 이용한 CFD 전처리 자동화 및 오염물질 확산 시뮬레이션
전산유체역학(CFD)를 이용한 오염물질 확산 해석을 위해, 수치지형도를 이용해 형상과 격자를 생성하는 전처리(pre-processing) 과정을 자동화하였으며, OpenFOAM 솔버를 이용해 암모니아 확산 시뮬레이션을 수행하였습니다.
국토지리원에서 제공하는 GIS 데이터를 이용해 지형과 건물의 3차원 형상을 제작하는 프로그램을 개발하였으며, snappyHexMesh를 이용해 격자를 생성합니다. 대기안정도를 고려한 대기경계층 유동이 가능한 openfoam 라이브러리를 개발하였고 넥스트폼이 개발한 buoyantPimpleNFoam 솔버를 이용하여 기체와 액체가 누출되는 다양한 시나리오에 대한 확산해석을 수행했습니다. 더보기
CFD Workflow 최적화
어떤 제품이나 시스템의 CFD 해석을 할 때 형상을 어느 정도로 단순화 할 것인지, 격자 구성은 어떻게 할 것인지, 물리 모델과 수치해석 기법은 어떤 것을 사용할 것인지, 어떤 항목들을 후처리를 할 것인지가 결정되어야 합니다. 자신의 경험, 선행 연구들의 검토, 다양한 테스트 등을 거쳐 이런 해석 방법을 정립하게 됩니다.
일단 해석 방법이 정립되었다면, 그 다음은 전체 workflow를 효율적으로 구축하는 것이 중요한 단계가 됩니다. 특히 해당 업무를 다른 이에게 이관하는 경우, 형상 최적화나 데이터베이스 구축을 위한 다량의 계산이 필요한 경우, 지속적으로 유사한 문제를 계속 해석해야 하는 경우에 작업의 효율성 뿐 아니라 결과의 일관성 측면에서도 workflow 구축은 매우 중요한 문제가 됩니다. 더보기
CFD를 이용한 폭발(Explosion) 시뮬레이션
CFD를 이용한 폭발 시뮬레이션은 계산 영역과 반응 영역의 극단적 스케일 차이, 충격파, 폭굉파 전후의 급격한 물리량 변화, 복잡한 화학반응, 고해상도 격자와 작은 시간 간격에 따른 대규모 계산 용량의 필요 등의 문제로 매우 난해한 문제입니다.
넥스트폼은 이런 문제를 해결한 폭발 해석을 위한 효율적인 CFD 코드를 개발하였습니다. 3차 이상의 ENO 공간 이산화 기법, Level set, Ghost Fluid, Chemical Reaction이 포함된 옥트리 기반의 비정렬격자 압축성 솔버를 사용합니다. 반응 영역과 계산 영역의 극단적 스케일 차이를 극복하기 위해 이방성 적응 격자(Anisotropic AMR) 기법을 적용하여 격자수를 효율적으로 관리할 수 있게 하였으며, 계산 효율성 향상을 위해 Dynamic load balancing 기능을 개발하여 병렬연산 성능을 향상시켰습니다.
2D Riemann problem, Confined Rate Stick, 개활지 폭발 해석을 통해 코드를 검증하였습니다. 상세 내용 보기
CFD Gallery – 유동해석 사례
고객사
다양한 산업체, 연구소, 공공기관의 해석 용역, 프로그램 개발, BARAM 서브스크립션 관련 100개 이상 고객사가 있습니다.
