돛, 선체 및 수중 익선의 복잡한 유체역학이 프로젝트 매개변수 변화에 따른 반응을 이해하는 것은 중요하다. 제품의 실제 성능을 정확히 예측하려면, 기존 엔지니어링 분야의 경계를 넘나드는 물리현상을 포함해 작동하는 동안 성능에 영향을 미치는 모든 물리현상을 확인할 수 있는 시뮬레이션 도구가 필요하다. 이러한 측정과 예측에는 고도화된 기술이 필요하며, 디지털 전환이 필수적이다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software) 루나 로사 프라다 피렐리(Luna Rossa Prada Pirelli) 팀이 다가오는 37회 아메리카 컵 챌린지 (America’s Cup Challenge)를 위한 레이싱 요트를 설계, 시뮬레이션 및 최적화하기 위해 지멘스 엑셀러레이터(Xcelerator) 포트폴리오를 사용한다고 19일 밝혔다.

지멘스 엑셀러레이터는 개방형 디지털 비즈니스 플랫폼으로 디지털 전환 가속화를 돕는다. IoT 기반으로 결합한 하드웨어와 소프트웨어, 강력한 파트너 에코시스템과 마켓플레이스가 특징이다. 지멕스 엑셀러레이터 포트폴리오는 표준 API 시스템으로 구축된 소프트웨어 및 하드웨어 기반 모듈 포트폴리오다.

지멘스 STAR-CCM+은 실제 조건에서 작동되는 제품 및 설계 실뮬레이션을 지원하는 다중 물리 솔루션이다. 모든 엔지니어의 시뮬레이션 툴킷에 자동화된 설계 탐색 및 최적화를 제공한다. 이를 통해 단일 포인트 설계 시나리오에 초점을 맞추는 대신 전체 설계 공간을 효율적으로 탐색할 수 있다.

STAR-CCM+는 ▲전기화학 시뮬레이션(Electrochemistry Simulation)을 통해 시스템 분석 및 설계와 개별 배터리 셀 등의 상세 형상을 위한 완벽한 시뮬레이션 환경 제공 ▲움직이는 물체(Moving Object) 시뮬레이션 ▲다양한 유체 및 고체의 물리적 현상을 정확히 표현하는 Eulerian 및 Lagrangian 모델링 지원 등의 기능을 제공한다.

예를 들어, 선체·포일·방향타 및 돛은 심센터(Simcenter) STAR CCM+ 소프트웨어를 사용해 가상으로 설계 및 해석된다. 심센터 아메심(Simcenter Amesim) 소프트웨어는 모든 온보드 유압 라인을 시뮬레이션하고 성능을 최적화하는 데 사용된다. 이는 보트의 공중 부품에 대한 온보드 유압 동력이 페달 동력을 사용하는 네 개의 사이클러에 의해 생성되는 까닭에 필수 기능이다.

마테오 레드리(Matteo Ledri) 루나 로사 프라다 피렐리 팀 CFD 책임자는 “지멘스 서비스형 엑셀러레이터(XaaS) 포트폴리오는 루나 로사 프라다 프렐리 팀이 보트의 유압 및 유체 역학 성능의 모든 측면을 설계, 해석 및 평가할 수 있는 중요한 도구를 제공한다”라며 “지멘스의 소프트웨어를 사용하면 선체, 포일, 방향타, 돛을 디지털 트윈의 일부로 분석해 각 표면이 매개 변수의 변화에 어떻게 반응하는지 이해할 수 있으며, 이를 통해 작업 속도를 높일 수 있다”고 말했다.

지멘스 서비스형 엑셀러레이터(Xcelerator as a Service)의 클라우드 기반 협업 기능 엑셀러레이터 셰어(Xcelerator Share)를 활용해 증가하는 설계 복잡성도 효과적으로 관리할 수 있다. 매년 레이싱 시즌 안팎으로 수천 건의 엔지니어링 변경이 발생하는 부품들의 전반에 걸쳐 제조 반복성을 개선한다. 이와 같은 고급 형태 묘사 기능과 익스트림 세일링 선박에 대한 높은 정확도의 CFD 시뮬레이션을 통해 치열한 경쟁이 펼쳐지는 아메리카 컵의 글로벌 레이싱 대회에 요구되는 사항들을 일정에 맞춰 충족시킬 수 있다.

또한, 고도의 자동화 지원이 있어 최신 고성능 컴퓨팅(HPC) 클러스터 성능을 활용할 수도 있다. 이를 통해 매일 수천 개의 시뮬레이션을 실행, 다양한 환경 조건에서 새로운 설계의 특성을 신속하게 탐색할 수 있다.

한편, 지멘스는 팀이 투자로부터 최대한의 가치를 얻을 수 있도록 지원하는 전용 지원 서비스를 제공한다. 여기에는 도입을 염두에 두고 잠재력 평가를 수행할 수 있도록 하는 지멘스 NX 소프트웨어도 포함된다.