사례 연구
“Ansys Discovery를 활용한 것은 우리 팀의 엔지니어링 노력에서 중요한 전환점이었어요. 이 솔루션의 정밀도 덕분에 우리 F1 자동차의 부품과 공기 역학 형상을 세심하게 개선할 수 있었어요. 그 결과 성능을 크게 향상했고, 특히 랩 타임이 눈에 띄게 좋아졌습니다. Ansys Discovery는 우리 팀의 설계 역량을 업그레이드했고, 치열한 F1 in Schools 경쟁에서 Aurora 팀의 성공을 촉진하는 데 중요한 역할을 했습니다.”
- 제이 자오(Jay Zhao), 엔지니어링 책임자, Aurora 팀
F1 in Schools 대회는 지금까지 2천만 명의 학생이 참여한 세계적인 STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics) 프로그램입니다. 이 행사는 브랜딩, 마케팅, 레이싱, 포트폴리오, 발표, 그리고 가장 중요한 엔지니어링을 비롯해 프로젝트 여러 요소를 면밀히 검토하며 팀을 다면적으로 들여다봅니다. 학생들은 CAE(Computer-Aided Engineering) 소프트웨어를 사용하여 경주용 자동차를 제작, 분석 및 최적화해야 합니다. 각 팀은 경쟁력을 높이기 위해 업계 수준의 분석 소프트웨어를 사용하는 데 많은 시간을 투자합니다.
당면 과제
Aurora 팀은 원시적이고 기본적인 자동차 조립부터 시작하여 끊임없는 연구와 분석으로 차량의 핵심 부품을 업그레이드하고 점차 개선했습니다. 팀이 개선할 대상과 방법, 이유, 위치를 이해하려면 광범위한 시뮬레이션이 필요하며, 여기에 Ansys 엔지니어링 제품인 Discovery의 활용도가 높습니다. Aurora 팀은 Ansys Discovery로 세부적이고 정확한 공기 역학 분석으로 차량을 개선하여 레이싱 부문 1위를 목표로 할 수 있었습니다.
효율적이고 정확한 Ansys CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어를 활용하여 얻을 수 있는 공기 역학적인 디테일한 예로는 자동차의 서스펜션 형상에 통합된 회전 날개가 있습니다. 이 부품은 리어 윙 및 워싱 사이드 포드와 같은 중요한 공기 역학적 부품 주변의 일관된 공기 흐름을 보장하는 데 중요합니다. 또한 Discovery의 강력한 처리 능력 덕분에 다양한 디자인과 개념을 구현하고 비교하여 차량의 디퓨저와 바닥의 기하학적 형상을 완벽하게 구현할 수 있었습니다.
호주 국내 챔피언십 트로피인 골든 터보를 들고 있는 Aurora 팀.
엔지니어링 솔루션
Discovery는 엔지니어에게 물리적 풍동 데이터와 교차 확인된 정확하고 일관된 데이터를 제공해서 팀이 작은 부품과 공기 역학적 표면의 형상을 안정적으로 개발하고 반복하도록 했습니다. 특히 다음과 같은 기능을 사용했습니다:
- Prepare 탭에 풍동을 설정했습니다.
- 자동차가 노출되는 물리학을 쉽게 조작할 수 있습니다.
- 포인트를 모니터링하여 각 부품이 차량 성능에 미치는 영향을 분석했습니다.
Aurora 팀은 Discovery 인터페이스 안에서 탐색 모드를 사용했습니다. 이 모드를 사용하면 메시를 특정 설정으로 사용자 정의하는 긴 과정 없이 다양한 차량 부품과 상호 작용하는 유동 패턴을 빠르게 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 신속한 프로토타입 제작을 위한 시뮬레이션과 반복 시간이 크게 단축되었습니다.
시드니 하버 브리지 앞에서 국내 결승전에서 우승한 Aurora 팀의 차량.
이점
- 부품을 반복 시험하여 차량 성능을 향상했습니다. 예상하는 랩 시간 향상은 0.1~0.2초(15% 성능 향상)입니다.
- 지식과 숙련도를 얻었습니다. Discovery는 Ansys Fluent와 같은 고급 프로그램을 향한 훌륭한 디딤돌 역할을 했습니다.
- Discovery 덕분에 시간을 30% 절약했습니다. Ansys Discovery의 간소화된 워크플로우와 사용자 친화적인 인터페이스로 CFD 시뮬레이션과 공기 역학 개발에 소요되는 시간을 줄일 수 있습니다. Discovery 소프트웨어에는 다양한 대기 속도에서 공기 역학적 요소의 다양한 구성을 효율적으로 반복 시험할 수 있는 한 가지 특별한 기능이 있으며, 이는 시간에 따라 차량의 속도가 변하는 F1 in Schools 차량을 분석하는 데 필수적이었습니다.
내셔널 결승전에서 우승한 Aurora 팀의 차량에 대한 CFD 시뮬레이션
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