소프트웨어

AVL FIRE™ M

현실 과제에 도전하는 시뮬레이션

AVL FIRE™ M은 단일 및 다상 시스템에서 단상 및 다상 흐름, 비반응 및 반응 흐름, 열 전달, 고체 상태 온도의 거동을 분석하는 다중물리 전산 유체 역학(CFD) 소프트웨어입니다.

AVL FIRE™ M

AVL FIRE™ M은 범용 CFD 소프트웨어에 속합니다. 하지만, 주로 모든 유형의 파워트레인과 관련 구성 요소 개발에 사용됩니다.

AVL FIRE™ M을 통해 차량과 물체 주변의 흐름 또는 유체와 고체 도메인 간의 열 전달을 자세히 파악할 수 있습니다. 구조물 내의 온도 분포를 시각화할 수도 있습니다.

CFD를 통해 데이터를 기반으로 목표를 달성할 수 있습니다.

기술 발전과 새로운 혁신의 추구로 인해 시스템은 점점 더 복잡해지고 있습니다. 그러나 개발을 위한 시간이 따로 없습니다. 이 때문에 엔지니어들은 최대한 빠르게 컨셉을 검증해야 하는 부담을 안고 있습니다.

복잡한 기학학적 구조, 대규모 계산 메쉬, 다양한 물리적 현상의 시뮬레이션은 CFD에서 해결해야 할 과제 중 일부에 불과합니다. 이 과정에서 사용자는 정확성과 속도 사이에서 타협해서는 안 됩니다.

AVL FIRE™ M_01

비용 부담

물리적 테스트에는 프로토타입뿐만 아니라 많은 시간과 인력이 필요하고, 이에 따른 비용이 발생합니다.

속도

개발 시간이 항상 개발 노력과 균형을 이루는 것은 아닙니다.

복잡성

상호 작용하고 상호 의존하는 구성 요소의 수는 증가하고 있습니다.

정확도 vs. 속도

한 쪽을 최적화한다는 것은 종종 다른 쪽을 희생한다는 것을 의미하기도 합니다.

고급 시뮬레이션

CFD 시뮬레이션 모델 제작에는 그 복잡성으로 인해 많은 시간이 소요될 수 있습니다.

안전성

제품의 기능성, 품질 및 안전성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다.

FIRE M에는 고유의 전처리, 솔버 및 후처리 기능을 보유하고 있습니다. 

AVL FIRE™ M은 육면체부터 다면체 셀까지, 임의의 인터페이스를 가진 메쉬를 포함한 모든 계산 매쉬를 처리할 수 있습니다. 다면체 메쉬를 위한 기본 유한 체적 기술과 가상 경계법(Immersed Boundary method)을 결합함으로써 기하학적 복잡성이 있는 애플리케이션과 바디 및 메쉬 모션을 모두 해결할 수 있습니다. 이 독특한 접근 방식은 임베디드 바디 방법(Embedded Body Method)으로 지칭됩니다.

릴리즈 2021 R2에 도입된 솔루션 앱은 복잡한 애플리케이션을 몇분 만에 제작할 수 있는 가이드 워크플로우와 템플릿을 제공합니다.

AVL FIRE™ M

FIRE M은 실제 유동의 복잡성을 고려한 최첨단 교란 모델링을 제공합니다.

그리드 독립적인 열전달 모델링을 통해 단상 및 다상 유동, 임의의 유체 및 고체 영역 간의 열전달, 그리고 구조물의 온도를 정확하게 계산할 수 있습니다.

또한 FIRE M은 전자기장 계산과 배터리의 전열 거동도 지원합니다.

사용 편의성

가이드 워크플로우와 템플릿을 통해 사용자는 소프트웨어를 쉽게 사용할 수 있습니다. AVL 시뮬레이션 데스크톱(SDT)은 팀 내외의 데이터 교환은 물론 다른 툴과의 데이터 교환을 위한 플랫폼을 제공합니다.

개발의 토대가 되는 데이터

정밀한 메싱과 계산으로 가장 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 데이터 기반 의사 결정을 내릴 수 있습니다.

작업 효율성

FIRE M을 사용하면 여러 영역을 동시에 시뮬레이션할 수 있습니다. 동시 시뮬레이션

임베디드 바디(Embedded Body)

CFD에서 메쉬 설정은 까다로운 작업입니다. 따라서 FIRE M은 "임베디드 바디(Embedded Body)"를 표준 유한 체적 방식에 통합합니다.

이 가상 경계 접근 방식은 플럭스, 경계 조건, 변화율, 기울기 계산 등의 측면에서 유체-고체 경계에서 기하학적으로 복잡한 물체의 처리를 간소화합니다. 임베디드 바디의 취급은 기본적으로 두 단계만 포함하기 때문에 매우 간단합니다.

E-모터 냉각 앱

효과적인 냉각 시스템은 전기 모터의 수명에 매우 중요합니다. FIRE M에서 제공하는 솔루션 앱에는 오일 스프레이 냉각 작업을 해결하기 위한 가이드 워크플로우가 포함되어 있습니다.

CAD 설정, 메쉬 준비 및 모델 설정을 시작으로 시뮬레이션 시작부터 후처리까지 안내합니다. 이렇게 하면 전체 과정이 단순화될 뿐만 아니라 속도도 빨라집니다.

열폭주 시뮬레이션

배터리 시스템의 안전성을 확보하기 위해서는 전지에서 언제 열폭주가 발생할 수 있는지, 인근 전지로 얼마나 빨리 확산되는지 알아야 합니다. 

FIRE M은 다양한 조건에서 열폭주와 전파를 자세히 분석할 수 있는 기능을 제공합니다. 버추얼 트윈을 사용하여 정확히 동일한 방식으로 필요한 횟수만큼 테스트를 반복할 수 있습니다. 이 과정에서 배터리 열폭주 앱의 지원을 받을 수 있습니다.

연료 전지 열화 모델링

연료 전지의 경우에도 일정한 성능을 유지하면서 안전하고 오래 지속되는 전지를 개발하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해서는 잠재적으로 유해한 작동 조건을 피하고 전지 노화와 그 원인에 대한 세부 지식이 필요합니다.
PEMFC에서 FIRE M은 다음과 같은 화학적 분해 메커니즘을 연구할 수 있는 가능성을 제공합니다.

  • 탄소 부식/탄소 산화/백금 산화
  • 백금 용해 및 재배치
  • 입자의 박리 및 응집
  • 이오노머(Ionomer) 분해
AVL FIRE™ M/AVL EXCITE™

AVL EXCITE™ 및 AVL FIRE™ M은 개발 주기 초기에 설계 최적화를 가능하게 하는 가상화 전략의 필수 요소입니다. AVL의 시뮬레이션 솔루션은 동급 최고의 모터사이클 제조업체로서의 입지를 유지하는 데 크게 기여했습니다.

– Triumph Motorcycles Ltd. 전문팀 리더

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Battery Simulation
배터리 시뮬레이션

주행 거리, 성능, 비용 및 안전은 전기차를 측정하는 매개변수입니다. 이러한 측면에서 핵심 오브젝트로서 배터리는 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 적합한 설계와 스마트한 작동 전략은 최적의 사용을 위한 핵심입니다. 차량에서 수명이 다한 배터리를 대규모 저장 장치로 사용하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

Fuel Cell Simulation
연료 전지 및 수전해 시뮬레이션

연료 전지와 수전해는 CO2 중립적인 미래를 효율적으로 달성하기 위한 훌륭한 솔루션입니다. 특히 이들은 다방면으로 활용되기 때문에 더욱 그렇습니다. 모든 크기의 차량부터 에너지 생성 및 저장, 합성 연료(e-연료)의 출발점까지 다양합니다. 시뮬레이션을 사용하여 목표 연료 전지 시스템을 개발하고 최적화합니다.

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ICE 성능 및 배출가스 시뮬레이션

기존 내연기관의 최적화와 새로운 내연기관 개발의 주요 이슈는 온실가스 배출 감소입니다. EURO 7 또는 이와 유사한 법안이 요구하는 과제를 충족해햐 하는 동시에, 업계는 새로운 대체 연료에 대한 연구와 개발을 진행하고 있습니다. 이러한 새로운 대체 연료 개발은 전 세계 CO2 배출량을 즉각적으로 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

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E-드라이브 시뮬레이션

전기차(EV)는 자체의 성능, 주행 거리 및 비용으로 평가됩니다. 또한 열 관리에 영향을 주는 컴팩트한 파워트레인 설계가 요구됩니다.
전기 모터가 거의 무소음 수준에 도달하여 차량은 조용해졌지만, 더 이상 엔진으로 다양한 소음과 진동을 가릴 수는 없습니다.

Vehicle Body Simulation
자체 시뮬레이션

차체는 아마도 차량에서 가장 다면적인 요소일 것입니다. 시각적 인상을 주는 데 큰 역할을 하며, 날씨와 관련된 영향으로부터 승객을 보호하는 역할도 합니다. 또한 공기가 흐르는 곳에서는 공기 소음도 발생한다는 점도 고려해야 합니다. 이러한 소음은 차량 주변과 실내 모두에서 감지될 수 있습니다.

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