다양한 물리현상 병렬 계산 장점
[정보통신신문=김연균기자]
시뮬레이션 기반 디지털 트윈 플랫폼 기업 이에이트(대표 김진현)가 대한기계학회 학술대회에 참여해 'NFLOW LBM'으로 진행한 다성분 유동 해석 기능과 검증 내용을 발표했다고 15일 밝혔다.
이에이트는 지난 9일부터 나흘간 제주 국제컨벤션센터에서 열린 학술대회에서 ‘2성분 비혼합성 유체의 계면 추적을 위한 Lattice Boltzmann 방법’을 주제로 발표를 진행했다.
이번 연구에서 사용한 'NFLOW LBM'은 이에이트가 순수 자체 기술로 개발한 시뮬레이션 소프트웨어 NFLOW의 다분야 물리해석 제품군이다. 타 계산법으로는 접근이 어려운 액체와 기체의 움직임, 열전달, 농도 등 다양한 물리현상을 병렬 계산으로 수십 배 더 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
이에이트 연구진은 밀도와 점성이 다른 두가지 비혼합성 유체가 혼합되는 과정에서 두 유체의 경계면과 유체가 흐르는 영역을 격자볼츠만기법(LBM: Lattice Boltzmann Method)으로 추적할 수 있는 시뮬레이션을 수행했다.
기존의 유한체적법(FVM: Finite Volume Method)을 사용하면 시간의 흐름에 따른 물리현상을 추적하기 위해 많은 시간과 계산 인프라가 필요하다.
하지만 이번 연구에 따르면 시간의 흐름을 반영한 비혼합성 유체의 움직임을 FVM 대비 수십 배 더 빠르게 해석 가능해 계산 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
특히 이번 연구는 2차전지 핵심소재인 양극재의 생산 공정에 적용해볼 수 있다는 점에서 업계의 관심을 모으고 있다.
2차전지 성능 향상을 위해서는 다양한 성분과 농도를 가진 물질들을 최대한 균일하게 분포 시켜야 하는데, 다양한 변수와 많은 비용이 발생하는 실험 대신 변동성을 최소화한 디지털 공간에서 제조 공정 시뮬레이션을 수행해 결과 값을 미리 확인할 수 있기 때문이다.
김진현 이에이트 대표는 “향후 성분 개수에 제한이 없는 해석 방법을 지속적으로 연구 개발해 제약, 화학 등 시간의 흐름에 따른 유체 시뮬레이션이 필요한 산업에 적용할 예정”이라며 “국산 기술의 저력을 보여줄 수 있는 우수한 제품을 기반으로 지속적으로 적용 범위를 확대해 나갈 계획”라고 말했다.
한편 이에이트는 오는 18일 CAE 컨퍼런스 2022에서 ‘LBM 기술이 접목된 CFD 소프트웨어가 주목받는 이유’를 주제로 LBM 기반의 CFD 소프트웨어가 지닌 가능성과 실제 적용 사례를 소개한다.
