한눈에 보는 Ansys 2023 R1 구조 해석 Upgrade  

 

서론

매번 새로운 버전이 출시될 때 마다 수많은 업그레이드가 이루어진다. 2023 R1에서도 Ansys Mechanical · Ansys LS-DYNA · Ansys Motion · Ansys Sherlock · Ansys Optislang · Ansys Discovery · Ansys Sound · Ansys Granta에 비약적인 발전이 이루어졌다. 본 원고에서는 각 업그레이드 내용을 간략히 요약하였다. 세부 내용 및 설명은 업그레이드 세미나를 통하여 진행하였으며, 이에 대한 자료는 태성에스엔이의 eTsne 자료실 (www.etsne.com)에서 찾아 볼 수 있다. 원하는 시뮬레이션의 경우 Ctrl+F로 찾아보길 바란다.

 

■ Ansys Mechanical 

 

< Basic and Pre-Post > 

- 형상기반의 자동 Rescoping 기능을 강화한 Geometry Based Associativity(GBA : Scoping Wizard) 기능 탑재

- 정확한 응력 및 변형량 계산을 위한 형상기반의 Geometry Preserving Adaptivity(GPAD)기법 탑재 

- 복사 가능한 모든 Tree 개체에 대해 Clipboard 복사 및 붙여넣기 사용 가능

- 결과 출력 시 여러 Body들 간에 공유되어 있는 개체에 대해 공유된 하나의 Body 또는 전체에서의 결과 기여도 선택 가능 (FMAG, ENFO, ENMO, etc.)

- 두 Body간의 접촉 거리를 Tabular Data 및 그래프로 가시화 가능

- Image 파일 Export 시 그래프 추가 가능

- 모든 Viewport의 합성 이미지 출력 가능 및 이미지 간의 테두리 선택적 배치 가능 (Windows Only) 

- Mechanical 스크립트 API Export Animation을 이용하여 GUI 환경 없이 동영상 파일 출력 가능

- Overlay-Layup Framework와 마우스UI 간의 개선된 상호 작용

- 최신 OpenGL 기술을 사용하여 랜더링을 개선하고 Animation의 성능 (런타임, 메모리) 향상

- 단면 Plane을 사용하여 내부 요소 출력 후 특정 요소 선택 시 활성화가 안된 요소가 선택되는 문제 해결 및 보이는 요소를 바로 선택할 수 있는 기능 추가

 

< NLAD> 

- 해석 Step 중 경계 조건이 삭제 (DDELE)된 경우, 같은 Step 단계에서 경계 조건 삭제가 고려된 Restart 해석 가능 

- NLAD Framework에서 Remesh가 되지 않으면 이전에 적용한 변위 조건 삭제 가능

 

< Fracture and Crack > 

- 기존의 ‘Semi-Elliptical’ 과 ‘Surface Arbitrary’ 크랙 외에 ‘Elliptical’, ‘Ring’, ‘Embedded Arbitrary’ 크랙이 새로 추가됨

- Arbitrary 균열에서 관통균열, 내장균열, 여러 모서리 교차 균열 적용 가능

- 결과 항목을 Post하는 부분에서 전체 균열에 대한 결과 뿐만이 아니라 단일 특정 균열에 대한 결과 들도 출력 가능

 

< ACP and Composite Workflows >  

- 키보드 단축키 및 마우스 우클릭 작업으로 간편하게 복합재 레이업 순서 재정렬

- Sampling Point를 사용하여 적층 순서 및 라미네이트 특성 분석 가능

- HDF5 인터페이스에서 가져온 Ply에 대해 솔리드 모델링 작업 가능

 

< Material Designer > 

- 3D Printing 분야에서 많이 적용되는 Triply Periodic Minimal Surface에 대한 형상 라이브러리가 2개 추가

 

< Structural Optimization > 

- Multi Optimum Type Strategy 기능으로 2개 이상의 Method를 조합한 Structural Optimization이 가능

- Shell Model 기반의 Topography Optimization 가능

- Mixable-Density Topology Optimization에서 Thermal Load 지원

 

< Linear Dynamics > 

- Multistage Cyclic Symmetry 해석 기능 확장 - 하나의 Stage에 2개 이상 Stage 연결 가능, 정적구조해석, 열해석에서도 활용가능

- Substructuring 해석 향상 - Load Vector 저장 개수 증가로 인한 계산 성능이 저하되는 것을 막기 위해 기본값 변경, 

- Harmonic 해석 속도 향상과 새로운 Reduced Method방법인 KRYLOV 추가

- MSUP 해석에서 Distributed ANSYS파일을 정리하고 MCF파일 생성 

- MSUP Harmonic이나 Transient일때 Modal Effective Mass 설정'할 수 있는 기능 추가 - 유효질량이 특정 기준을 초과하는 모드만 선택

 

< Contacts and Connection > 

- MPC Formulation 사용 시 Small Sliding 속성 옵션 지원

- Connection Tree에서 Connection의 종류와 생성 개수를 확인할 수 있도록 변경

- Contact: Gasket, Detection Method: Program Controlled로 설정될 경우 Nodal-Projected Normal From Contact으로 설정됨

- Beam Body의 경우, Beam-Beam Detection 속성을 사용할 수 있으며, Line-Line Detection으로 명칭이 변경됨

- Remote Point와 Joint에 Lagrange Multiplier 옵션 추가

- 2-D 축대칭 접촉에서 반경, 원주, 축 방향 마찰력 지원

- Shell 요소의 Top/Bottom 면에 각각 Target 요소를 생성해야 할 경우 Double-sided Target Surface 옵션을 사용하여 하나의 Target Surface로 줄일 수 있음

 

< Thermal > 

- View Factor Smoothing을 개선하기 위해 RADOPT 명령에 새로운 항목(CONSERVATION) 추가

 

< Coupled Field > 

- Coupled Field Transient에서 전기 전도가 지원되어 열-전기 전도 커플링 해석 수행 가능

- Coupled Field Static에서 정전기(Electrostatic) 힘을 사용한 정전기 구조 해석 지원

- Coupling을 사용하여 Prestress가 적용된 Coupled Field Harmonic 해석 수행 가능

- Coupled Field Link 요소(LINK228)가 추가되어 구조-열, 열-전기, 구조-열-전기 해석 지원

- PLANE222~223, SOLID225~227 요소를 사용한 정전기-구조 해석(KEYOPT(1)=1001)에서 전기력 커플링을 끌 수 있는 새로운 KEYOPT(4)=4 추가

- MORPH 명령에서 구조 요소를 허용하는 새로운 항목(StrOpt) 추가

 

< Materials > 

- 총 변형률을 탄성 파트와 소성 파트로 분할함으로써 초탄성 물성과 소성 물성 결합 가능

- 금속 소성 모델의 손상을 설명할 수 있는 기능 업그레이드

- 초기 응력이나 변형을 가져오는 방법 개선

- Curve Fitting 기능 향상: Prony Series Curve Fitting 지원

 

< Hydrodynamics> 

- Hydrodynamic Response의 Time Domain 애니메이션 결과에서 입사파 표면을 그래픽으로 표현

- WB의 Geometry Editor에서 작업할 필요없이 Hydrodynamic 환경에서 바로 모델을 이동할 수 있는 기능 추가

- 내부 탱크 Geometry의 일관된 변환을 위해 유체 영역의 볼륨 기준으로 내부 탱크를 정의

 

< nCode Designlife > 

- MSUP 주파수 기반 피로 해석 수행 가능

- MSUP 시간 이력 기반의 피로 해석 수행 가능

- 사용자가 만든 용접 재료 물성 지정 가능

 

■ Ansys LS-DYNA

 

< HPC > 

- LS-DYNA OneMPI 기능 추가

 

< Airbag > 

- CPM(미세입자법)을 이용한 에어백 해석 기능 추가

 

< SPH > 

- SpaceClaim을 이용한 SPH 모델 생성

- Ensight를 이용한 SPH 입자 가시화

-I SPH를 이용한 구조 해석용 Interface Force 저장

- Volume Constrained Particles 기법을 이용한 Narrow Gap Interface 처리 기법

- SPH 해석을 위한 No-Slip Boundary 구현

 

< EM > 

- Magnetostatic 특성 고려한 자석의 비전도체 영역 정의

- Magnet 기능을 이용한 Magnetic Gear 해석

- Flux Concentrator(페라이트) 구현

- 분리막 손상 해석을 위한 요소 침식 기능 추가

 

< Multiscale > 

- SPG(Smoothed Particle Galerkin) 기능 추가

- Peridynamcis 해석시 초기 변형률/변위 반영 기능 추가

 

< Incompressible CFD > 

- Solver 개선 사항: 연속체 및 운동량 방정식을 위한 새로운 Block Low-Rank Factorization

- Narrow Gap 해석을 위한 Gap Closure 기능 추가

- Implicit FSI 기능 추가: ICFD - DEM 커플링

 

< Compressible CFD: Dual-CESE > 

- Multiphase FSI 솔버 추가

- HEM을 이용한 케비테이션 FSI 모델링 

 

< Battery > 

- 새로운 3종의 리튬 이온 배터리 모델 추가 (1. 배터리 Aging 모델, 2. 배터리 Swelling 모델, 3. 화학 반응에 의한 가스 발생 모델)

 

< Reduced Order Model (ROM): State Space Equation > 

- CONTROLER_PLANT 카드의 모델 차수 축소법 기능 개선 

 

< Rigid Body > 

- 강체 - 탄성체 전환을 위한 새로운 *CONTROL_RIGID 키워드 추가: RCVLR2D

 

 < FMI-Based Co-Simulation > 

- 모든 변수에 대한 "output" 기능 추가

- Multi-FMU 기능 지원 

 

< Piezoelectric Material > 

- Piezoelectric 재료를 위한  *BOUNDARY_NON_REFLECTION 기능 추가

 

< S-ALE General > 

- S-ALE 전처리 사용자 편의성 확대

- Lagrange 솔리드 파트를 이용한 Volume Filling

- S-ALE 열전달 해석 기능 개선

- Full Deck Restart 기능 추가

- 2D S-ALE 요소의 격자 트리밍 기능 추가

- ALE_STRUCTURE_FSI 기능 개선

 

< ALE General > 

- ALE_MESH_INTERFACE, *INITIAL_LAG_MAPPING을 통한 최종 형상 격자 맵핑 기능 추가

- 라그랑지 구조를 ALE 도메인으로 변환

 

< IGA > 

- IGA 요소 Erosion 기능 개선

- Feature(점, 모서리, 면, 부피) 기반의 경계조건 및 제약조건 정의 가능

-Interpolation Shell을 위한 새로운 2D Mesher 기능 추가 

 

< Elements > 

- 쉘 요소의 안정성을 위한 *CONTROL_SHELL의 NLOCDT 옵션 추가

- 솔리드의 회전관성 계산을 위한 *CONTROL_SOLID의 RINRT 옵션 추가 

 

< Seatbelt > 

- SECTION_SHELL 카드에서 정의되는 2D 벨트의 EDGSET 최대 노드 개수 증가

- MPP해석의 일관된 결과 도출을 위한 *CONTROL_OUTPUT의 IP1DBEL=2 옵션 추가 

 

< Materials > 

- MAT_ADD_DAMAGE_GISSMO의 거동 불안정성 제어를 위한 INSTF 옵션 추가

- 단열 전단 밴드 해석을 위한 *MAT_ADD_GENERALIZED_DAMAGE의 BFLG 옵션 추가

- MAT_GLASS의 파단 에너지를 통한 데미지 모델, 재료물성의 공간적 불균질성 구현 

 

< Connections & Contact > 

- DEFINE_MULTI_SHEET_CONNECTORS 카드 추가

- CONSTRAINED_INTERPOLATION_SPOTWELD 기능 개선

- INITIAL_AXIAL_FORCE_BEAM 카드의 굽힘강성 옵션 KBEND 기능 확장 

 

< Thermal> 

- One-Way 커플링 시뮬레이션을 위한 새로운 데이터 전송 옵션 추가

 

< Implicit > 

- CONTROL_IMPLICIT_EIGENVALUE 기능 개선, MPP 지원 

 

< NVH and Acoustics > 

- FREQUENCY_DOMAIN_ACOUSTIC_DIRECTIVITY : Directivity 계산 및 plot

- FREQUENCY_DOMAIN_ACOUSTIC_BEM_POWER : 음향 Power 계산 및 출력

- 흡음계수 및 대칭 경계조건 추가 

 

< WB-DYNA > 

- Explicit 해석을 위한 shell & Volume 메쉬 개선

- Multi - case 해석

- 좌표시스템 옵션 추가

- rigid wall 옵션 추가

- output 옵션 추가 

- SPG & ISPG 지원

- 강체 차원축소법 지원

- Short fiber 외부 데이터 활용 지원 

 

< Miscellaneous > 

- DATABASE_EXTENT_BINARY, DELERES 신규: 삭제된 요소 결과표시

- CONTROL_TERMINATION의 ENDMAS: 함수기능 추가

- CONROL_TIMESTEP의 EMSCL & IMSCL: Mass Scaling 강화

- DEFINE_PRESSURE_TUBE, MTD=2 추가: Isentropic Euler 

 

■ Ansys Motion

< Motion in Mechanical > 

- Edge Contact 기능 추가

- Motion & RBD Joint 설정 방법 통일

- Simulation Scenario 항목 추가

- FTire co-simulation 기능 추가

- Installation 항목에 Motion 추가

 

< Solver & Standalone > 

- Post에 Visible Type 추가

- 사전설정(Preset) 기능 추가

- Graph에 Multiple Axis 적용 기능 추가

- Stress/Strain Contour 기능 개선

- 독립적인 접촉 압력 분석 기능 추가 (Shell)

- Post에 Function Expression 기능 추가

- Solver 성능개선 (Constraint formulation, Motor EM force)

- 해석 정확도 개선 (Eigenvalue 해석 정확도 개선)

- Maxwell ? Motion interface 개선

- Sun/Ring Gear의 옵션 개선

- Gear 형상 Parameter 기능 업그레이드

- Motion Car_로드 형상 Visualization 기능 추가

 

 ■ Ansys Sherlock

< Sherlock > 

- Thermal-Mech analysis에서 열 전도 해석 지원

- ICT 분석 자동화 APIs 지원 추가

- Life Phase, Event 조정에 대한 APIs 지원 추가

- Sherlock Part Library 서비스 업그레이드(600,000 개)

 

< Sherlock - Mechanical > 

- Sherlock-Mechanical 간의 다중 보드 어셈블리 처리 개선

- Mechanical Named Selections를 통해 직관적인 부품 확인 지원 

 

< Sherlock - Icepak > 

- Sherlock-AEDT Icepak에서 여러 Thermal Map Import 지원

- Icepak의 2R 네트워크 모델을 위한 Junction Resistance Fields 추가

 

■ Ansys optiSLang

< General > 

- 많은 수의 변수 데이터 처리 속도가 이전 버전 대비 향상

- 작업 처리 상태가 각 노드에서 말풍선 형태로 상태 표시되며 정보 업그레이드 간격 향상

- ModelCenter에서 optiSLang의 후처리 기능 지원

 

< Orchestrate & Automate > 

- Fluent에서 optiSLang의 실험계획법을 실행하거나 설정된 정보를 optiSLang으로 내보내기 기능 지원

- AEDT/Fluent/LS-Opt/MotorCAD/Workbench 환경에서 optiSLang의 주요 기능을 Plug-In 형식으로 지원

- 여러 Node들(Discovery, Fluent, Speos, OpticStudio, ETK, DCS)의 편의성과 기능 개선

 

< Orchestrate & Automate > 

- DIM-GP의 고급설정 메뉴가 추가되었고 맞춤화 가능한 압축모델 설정이 가능해졌으며 결과 신뢰도 향상

- One-Click-Optimization 정식 출시

- Py-OptiSLang에 관한 내용들이 곧 공식 제공될 예정

 

■ Ansys Discovery

< Structures > 

- 얇은 두께의 구조물에 대한 결과 정확성 향상

- 볼트 연결 (Refine) 또는 Bonded Contact (Explore & Refine)의 상태를 Pass / Fail / Borderline으로 평가

- Bolt Monitors 기능 추가

- Bonded Contact Factor of Safety 기능 추가

- Bearing Load 기능 추가

- 방향 별 Force 값 입력 가능

- 새로운 Topology Optimization Workflow

 

< Modeling Improvements > 

- 변수최적화 옵션 추가

- Subdivisional Surface 수정 기능 개선

- 치수 정보 기능 개선

- "Large" 단위계 지원(500m 이상)

- Detect 도구 기능 개선

- Fluid Body 기능 추가

- Share Topology 기능 개선

- Detail 탭 기능 개선

 

< User Experience > 

- Setting Customization 가능(Ribbon, Shortcut)

- 결과 후처리 기능 개선

- 단위계 관련 기능 개선

 

< Beta Features > 

- Live-GX Solver 기능 추가

- Frictionless Contact 추가

- 응력 기반의 Topology Optimization 기능 추가

- "Convert To Subdivision" 기능 추가

 

■ Ansys Sound

< SAS Module > 

- Sound 재생에 주로 사용하는 Playback 및 Setting 관련 편의성을 고려한 인터페이스 수정

- 그래프 하단에 FFT Size 설정을 기본으로 표기

- 사운드 신호 외 진동 신호분석을 위한 단위 변환기능 및 기본옵션 수정

- 동영상 형태의 튜토리얼 추가

 

< ASD for EV Module > 

- 다양한 정보를 하나의 Project형태로 저장 가능

- 2개의 Granulator를 병렬로 연결하여 소리의 합성에 사용함에 따라 더욱 풍부한 사운드 생성가능

 

< VRS Module > 

- 3D Interpolated Source를 TXT 형태의 매개 변수에 따라 재생 가능

- 3D Sound Player(3D 사운드 전용 플레이어)를 통해 기본 3D 및 3D가 아닌 Sound도 공간화를 통해 재생 가능 

 

■  Ansys Granta

< Granta Material Data > 

- Material Universe, Metals, Polymers, Aero, Additive, Medical, Electro-magnetics 신규 소재 및 물성 데이터 추가

- Workbench, AEDT, Discovery, Minerva, PTC, Siemens 소프트웨어와의 데이터 연계 강화

 

< Ansys Granta MDS > 

- 모든 Fluid에 Molecular Mass 값 추가

- AEDT에서 사용가능한 MDS Producer Library에 신규 소재 추가

 

< Ansys Granta Selector > 

- Eco-Audit의 각 단계에서 사용되는 모든 데이터 최신화

- Eco-Audit 기능에서 소재, 생산, 후처리 단계의 데이터 입력 시, 사용자가 추가한 데이터 이용 가능

- AWS의 Ansys Gateway를 통해서 Ansys Granta Selector 설치 없이 클라우드에서 사용 가능

 

< Ansys Granta MI > 

- Explore 환경에서 그래프 데이터 수정이 가능하도록 사용자 환경 개선

- Siemens NX에서의 소재 데이터와 Ansys Workbench 시뮬레이션 데이터 연계를 위한 CAD Connector 기능 추가