해양 CFD: 시뮬레이션으로 선박 설계 최적화

해양 분야의 CFD 시뮬레이션에 대한 특별 보고서를 다운로드하십시오.

해양 산업은 선박 성능을 예측하기 위해 그간 스케일 모델 예인 수조를 주로 사용해 왔습니다. 이 방식은 여전히 유용하지만, 시뮬레이션, 특히 해양 CFD(전산 유체 역학)의 등장은 선박 거동을 디지털 방식으로 조사할 수 있는 기회를 제공합니다. 이를 활용해 실제 운항 조건에서 풀 스케일로 선박 성능을 예측할 수 있습니다. 이 특별 보고서에서는 DNV-GL 및 ABS와 같은 주요 기업 엔지니어와 선박 설계자가 해양 CFD에 Simcenter 소프트웨어를 사용한 사례를 소개합니다.

본 고객 성공사례에서 다룰 내용:

• 유체 역학 시뮬레이션
• 공기 역학적 해석
• 추진 시스템
• 수치 수조
• 자동화된 설계 탐색

유체 역학 시뮬레이션은 예인 수조 테스트에 대안을 제공합니다

예인 수조는 지난 100여 년 간 유체 역학 성능을 파악하는 데 사용되었습니다. 그러나 모델을 생성하고 테스트를 수행하는 작업에는 많은 비용과 시간이 소요됩니다. 이는 예인 수조 테스트가 보통 설계 주기 후반에 진행됨을 의미합니다. 이 테스트는 초기 설계 옵션에 대한 인사이트를 제공하기 보다는 기존 설계를 확인하고 미세 조정하는 데 사용됩니다.

CFD 시뮬레이션은 예인 수조 테스트를 대체할 수 있는 최신 대안을 제공합니다. 엔지니어는 수치 수조의 가상 모델을 사용해 디지털 방식으로 선박 성능을 테스트 할 수 있습니다. 유체 역학 시뮬레이션은 설정과 실행이 빨라 설계 프로세스 초기에 배포할 수 있습니다. 이는 설계를 더 나은 방향으로 이끌어 나가는 데 사용할 수 있는 엔지니어링 데이터를 제공하며 선박 설계 혁신의 길을 열어줍니다.

본 특별 보고서에는 선체의 유체 역학 최적화, 캐비테이션 예측을 비롯한 프로펠러 시스템 모델링 등 다양한 경우에 CFD 시뮬레이션을 사용한 고객 성공사례가 포함되어 있습니다. 이 연구는 신속한 설계 평가가 주는 이점과 해양 분야에 사용할 수 있는 다중 물리 모델의 범위를 보여줍니다.

해양 분야에 설계 최적화를 사용하는 방법에 대해 알아보십시오

선박 효율성과 혁신을 위한 경쟁에서 앞서 나가려면 선박 설계자는 선박의 실제 성능에 대한 설계 변경 결과를 신속하게 예측할 수 있어야 합니다. 설계 탐색 소프트웨어를 사용하면 사용자가 지정한 요구사항에 따라 다양한 설계 버전을 신속하고 자동화된 방식으로 평가할 수 있으며, 이는 CFD 시뮬레이션을 한 단계 더 발전시킵니다.

본 보고서에서 IBMV가 에너지 절약 장치 개발에 설계 최적화를 사용한 방법과 ABS가 자동화된 설계 탐색을 사용해 프로펠러 성능을 개선한 사례를 살펴보십시오.

해양 분야에 풀 스케일 CFD 시뮬레이션을 사용하는 이유는 무엇일까요?

모델 스케일에서 선박 설계를 테스트하면 예측 불확실성이 증가합니다. 실제 성능을 예측하기 위해 결과를 확장해야 하며, 이를 위해 사용한 경험적 관계로 인해 부정확성이 발생할 수 있습니다. CFD 모델링은 풀 스케일로 수행할 수 있어 결과를 확장할 필요가 없습니다. 또한 풀 스케일로 시뮬레이션하면 프로펠러 성능이 정확하게 예측되듯 경계층 효과가 올바르게 포착됩니다. 본 백서를 통해 해양 분야에 풀 스케일 CFD 시뮬레이션을 사용해 얻을 수 있는 이점에 대해 자세히 알아보십시오.

해양 CFD 소프트웨어를 사용하면 선박 설계자와 엔지니어가 실제 운영 조건에서 풀 스케일로 선박 성능을 검사할 수 있습니다. 자동화 분야의 최신 기술로 설계를 몇 시간 내에 테스트 할 수 있어 여러 옵션을 쉽게 탐색하고 설계 최적화를 수행할 수 있으며, 가장 효율적인 설계를 시장에 선보일 수 있습니다.

해양 CFD(전산 유체 역학) 소프트웨어의 주요 이점

설계자는 해양 CFD 소프트웨어를 사용해 현실적인 운항 조건에서 선박 성능의 모든 측면을 검토할 수 있습니다. Siemens의 Multiphysics CFD 솔버는 해양 시뮬레이션에 필요한 모든 솔루션을 제공할 수 있도록 지속적으로 개발됐습니다.

• 선체 저항 예측
• 캐비테이션을 비롯한 프로펠러 성능 예측
• 프로펠러 또는 가상 디스크에 의한 자체 추진 시뮬레이션
• 선박 움직임, 동력 반응 및 파도에 대한 반응 예측
• 통합 공기 역학 및 유체 역학 시뮬레이션
• 통합 유체 역학 및 응력 저항 시뮬레이션
• 1D 시스템 시뮬레이션 도구를 사용한 연동 해석

이 개요 영상을 통해 자세히 알아보십시오.

선박 설계 프로세스의 모든 단계를 위한 솔루션

Siemens 솔루션을 활용해 극초기 컨셉트 단계부터 최종 생산 설계, 작동에 이르는 전 과정의 선박 디지털 트윈을 생성할 수있습니다. Siemens는 다음과 같은 성능 예측을 위한 솔루션 포트폴리오를 제공해 설계 목표를 빠르게 달성할 수 있도록
지원합니다.

• 다중 물리 CFD 시뮬레이션
• 공기 역학 및 유체 역학 시뮬레이션
• 1D 시스템 해석
• 구조적 무결성 및 음향 예측
• 자동화된 탐색 및 설계 최적화
• 지능형 보고 및 데이터 분석

Siemens 솔루션에는 소프트웨어, 물리적 테스트 및 엔지니어링 서비스가 포함돼 있어 효율성 요구사항을 충족하고 그 이상의 효율성을 실현할 수 있습니다. 이들 솔루션을 완전한 제품 라이프사이클 관리 시스템의 일부로 사용하십시오.