한눈에 보는 Ansys 2023 R1 구조 해석 업그레이드  

 

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 Grata에 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. 

 

▲ 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

ISPH를 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