전산해석 vs. 실험

글쓴이
강나루
등록일
2002-11-07 09:30
조회
8,996회
추천
4건
댓글
26건
전산해석과 실험해석...
거의 많은 분야에서 해석하는 툴이라고 볼 수 있는데...

요즘은 회사에서 전산해석을 알아주는 편이더군요.
실험은 돈 많이 들고, 시간 많이 들고, 고생 많이 하고...

그런데 전산해석은 정확도가 떨어지는 것으로 알고 있는데
그것을 실제 회사 설계업무에 사용할 수 있는가요?

전산해석과 실험해석의 유용성, 그리고 현황, 그리고 앞으로의 전망에 대해 많은 분들의 이야기를 듣고싶습니다.(많은 분들이 이에 대한 견해를 가지고 있을 것이라 생각합니다.)

참고로 저는 실험하는 랩을 나와서 회사에서는 실험과 동시에 상용전산코드인 Fluent를 배우고 있습니다.

ps) 참고로 유체전공자가 전산유체를 어느 정도 수준으로 하는 것이 어렵습니까? 전산고수님께는 건방진 말 같지만 Fluent를 해보니 크게 어려운 것 같지 않아서...

  • 인과응보 ()

      상용코드의 장점은,(1) 시간을 크게 절약할수 있다. (2) 비교적 경험이 없는 사람도 할수있다. (3) 빵빵한 postprocessing 기능때문에 설득력있는 결과를 만들수있다, (4) 실험에 비해 돈이 절약된다, 입니다. 하지만 단점은 (1) 결과만 나올뿐 계산과정을 알수없기 때문에 신뢰도에 한계가 있다. (2) 많은 발견이나 공정개선이 과정을 이해하는데서 파생되는데, 그것을 할수없기 때문에 노하우가 쌓이기 어려워져, 궁극적으로는 생산성이 떨어진다, 입니다. Fluent 엔지니어의 말을 빌리면 '안해보는 것보다는 낫지않냐?' 정도에 머물수도 있읍니다. 그래서 선진 대기업중에서는 상용코드대신 자체소프트웨어를 개발하는 곳도 있읍니다만, 역시 돈과 노력이 많이드는게 단점이죠.

  • 이민주 ()

      프로그램과 소스별로 맞는 분야가 있고 해석이 잘되는 범위가 있는가 하면 전혀 맞지 않는분야도 있습니다. 석사 박사 6-7년간 FDM FEM을 공부하고 유체실험과 시뮬레이션(풀런트등. 기타 다수)을 다양하게 해본 경험이 있는 사람도 어렵다고 하더군요. 단순히 수치와 형상을 입력하여 코드를 돌리는것은 바보노름에 지나지 않는다고도 할수 있습니다.

  • 김진호 ()

      전 실험도 좀 하고, 전산유체역학도 전공하였습니다. 상용코드(FLUENT, PHEONICS 등의..)는 여러가지 장점이 있습니다. 무척 사용하기 쉽기도 하고요.. 다만, 모든 문제를 풀어주지 않는다..가 문제입니다. 모든 해석은 물리적 모델의 타당성이 가장 중요하겠죠.. 실험도 그렇지만요.. 아직 유체역학적으로 모델링이 확보되지 못한 분야는 결과를 보장할 수 없습니다. 하지만, 이미 어느정도 정확도가 확보된 모델들은 실험하는 것과 전산유체하는 것은(적어도 실제 활용면에서) 큰 차이가 없다고 생각됩니다.

  • 김진호 ()

      예를 들어, 2상유동, 다공성물질내 유동 등의 문제는 아직 모델이 정립되고 있는 중이기 때문에 상요코드내에 모델이 있다하더라도 정확도엔 의문이 많습니다.

  • 김진호 ()

      사실, 수준이라는 것이 여러가지라서 말로 하기엔 어렵지만, 전산유체라는 것은 단순히 물리적인 현상을 수학적인 식으로 모델링한 것을 푸는 것...이라고 정의된다고 생각합니다. 그 식이라는 것은 손으로 풀 수 있는 것도 있지만, 대부분은 그렇지 않겠지요.. 전산유체 전공자가 모든 프로그램에 정통할 수는 없지만, 한가지만 정통해지면 다른 것은 쉽습니다.(방법론이 거의 유사..) 하지만, 단순한 상용프로그램의 사용으로 어렵다 쉽다를 판단하기는 어렵습니다. 왜냐하면, 상용프로그램은 있는 것을 풀어주는 수준입니다. 한마디로, 전산유체에 정통하지 못하면, 새로운 문제에 대한 해결방법은 없다는 것이지요...

  • 사색자 ()

      단순화와 가정을 통해 drop formation에 대해 어낼리틱 해석을 행하면도 동시에 유체 상용코드 하나를 쓰다가, 그 패키지가 마음에 안들어서 간단하게 코드를 하나 만들고, 요즘에는 실험을 하고 있는데요... 우선 말씀드리기가 조심스럽네요. 유체에 대해서는 *도 모르기에... 밑에 전산유체 해석에 대해서 질문을 올렸다가 호되게 당한적이 있어서요... *^^* 여하튼 제 생각에는... 인과응보님의 말씀도 맞고 이민주님 말씀도 맞는데요, 인과응보님의 말씀중 단점으로 지적된 2번항은 좀 애매합니다. 비선형문제에서는 직관력이 좋으면 대략적인 예측에는 도움이 되는 경우는 많지만 실제로는 개구리 어느 방향으로 점프할까 식의 점쟁이식 예측을 할 수 밖에 없을때가 있습니다. 그리고, 대략적인 과정을 알고있는 것은

  • 사색자 ()

      도움은 되겠지만 생산성과는 좀 동떨어진 개념이 아닐런지요. 프로그래밍을 못해도 MS Office를 써서 아웃풋을 낼 수 있으면 되지 않겠습니까? 제 생각으로는 상용코드의 궁극적인 방향은 민주님이 말씀하신 바보놀음쪽으로 가야한다고 봅니다. 유체해석툴을 다룬다고 해서 그 근본 이산화과정과 그에 파생되는 모든 문제를 알 수는 없습니다. developer와 그것을 사용하여 application에 적용하는 하이엔드 유저로 양분되는것이 당연하다고 봅니다만.

  • 사색자 ()

      단, 문제가 되는 것은 기존의 해석 패키지로 풀 수 없는 문제들이 왕왕 있습니다. 제가 쓰던 Flow 3D의 경우 air trapping 문제를 풀수가 없는데, 이럴 경우 결론적으로 선택은 두가지입니다. 그것을 다룰 수 있는 다른 패키지로 옮겨가거나 혹은 자신이 직접 개발하는 것입니다. 직접 개발을 하고자 할때는 펀더멘틀한 지식까지 파고 들어야합니다. 이때는 이론적인 지식이 상당히 중요해지겠죠. 문제는 이미 타 패키지에서 그 문제를 풀 수 있을 경우인데, 해석툴을 전문적으로 개발하는 기업체와 개인이 개발하는 코드로는 도저히 경쟁이 되지 않습니다. 아주 좁은 틈새시장을 노릴 수도 있습니다만, 그것도 쉽지않습니다. 결국 랩 수준에서 아카데믹한 모델정립을 제외하고는 점점 패키지들의 사용이 확산되고 대부분의

  • 사색자 ()

      하이엔드 유저들은 디벨로퍼들의 피드백 윈도우 역할을 하지 않을까 싶네요.

  • 사색자 ()

      그런데, 항상 궁금했던 것이, 국내 랩에 계신분들을 보면 이것저것 패키지 많이 써보시는거 같던데.... fluent도 대략 메인터넌스피를 제외한 순수 패키지가격만 3000만원 정도 하는 것으로 아는데요... 어떻게 Ansys-Flotran, Star-CD, CFX, Fluent 같은 고가 패키지들을 이것저것 다 사용해보시는지... 그게 항상 궁금합니다.

  • 김진호 ()

      여러가지를 쓸 수 있는 이유는 두가지가 있습니다. 우선 학교에는 약 1/10가격이하로 보급받을 수 있습니다. 게다가 아시다시피 무지하게 해적판 다닙니다.....

  • 사색자 ()

      한 몇년전에 대학도 피바람이 불고 지나간적이 있어서 랩마다 정품비치하느라고 허리가 휘었단 소리를 들었었는데... 한국 랩에 계신분들 가만히 보면 참 재주꾼들이 많으신거 같습니다. :) 저는 잘 못찾겠던데...

  • 푸푸 ()

      대한민국이 괜히 대한민국입니까? 뭐든지 공짜로 먹을려구 하는데가 대한민국이니깐요. 공짜는 무지 돌아다닙니다. 검열나온다구 하면 하드 밀어버리고 새로 깔면 되지요.

  • 푸푸 ()

      전산해석을 얘기하자면 그거 무지 복잡해집니다. 고체쪽 같은경우 응력해석의 경우 해석결과를 거의 믿는 것 같습니다.(실제는 저도 잘 모르지만...) 문제는 유체인데요. 이거 상용이나 In-house 코드로 풀어놓구서 답이 reasonable 하다고 생각하는 사람이 있냐 이겁니다.

  • 푸푸 ()

      유체해석의 경우 가장 중요하다고 생각하는것이 자기가 해석하고자하는 목적(설계 패러미터 들)이라고 생각합니다. 다행히 구하고자 하는 설계인자를 잘 구해주는 상용코드(전용코드)가 있다면 행복한데, 그런 능력이 없는 해석코드로 1년 12달 해석을 해 보았자, 그 결과는 뻔할 것입니다. 그 결과는 당연히 Colorful Fluid Dynamics가 될것입니다.

  • 푸푸 ()

      저번에 HP기계설계 세미나(가보지 못하고 그거 발표문만 본..)에서 풀루언트 세션 내요에 이런 말이 있더군요.

  • 푸푸 ()

      "Complexity of fluid flow is such that useful CFD methods cannot be developed without a good understanding of fluid mechanics, and blind use of inappropriate CFD methods by users lacking such understanding can lead to unfortunate results", Antony Jameson, Stanford Univ.

  • 푸푸 ()

      "CFD codes are not black boxes that blindly and unerringly reproduce physics.", Paul Rubbert, Boeing

  • 푸푸 ()

      제가 볼때도 그렇습니다. 대충격자 짜고 대충 초기조건 경계조건 주고 약간의 수렴 패러미터 조작하면 결과는 나오거든요. 근데 이 상용코드의 해석결과가 맞는지 틀리는지 판단할 수 있는 사람이 몇명이나 될까요? 실제는 해석결과와 다르게 나와야 된다고 생각하는데(유체에 대한 경험이나, 다른 유사한 문제에서의 실험결과) 이렇게 나온 이유를 그리고 다른 해법은 없는가를 판단할 수 있는 경지에 올라와야 진정한 유체의 달인이라고 생각합니다.

  • 푸푸 ()

      그리고 이거 여담인데요. 플루언트 6.0이 약 40메가 정도 밖에 안되는거 같아요.

  • 배성원 ()

      상용코드 사이즈의 대부분은 grid generation이 차지합니다. 그리고 지배방정식의 coefficient 계산하고 main solver는 여러분도 아시다시피 진짜 몇줄 안돼죠. 고체쪽 지배방정식은 응력의 열적 dissipation 을 말해주는 구성방정식만 잘 갖추면 colsed form이 됩니다. 그러나 유체는 그렇지가 못하죠. 그래도 제가 ㅗ기에 전산유체의 수준이 매우 높은 경지까지 올라서 이젠 거의 해석 못할 문제가 없는거 같습니다. 그러나 아직 two-phase의 계면 현상. 상변화 열전달 등 열적 변화가 심한 유동계에 대해서는 아직 한참 갈길이 멀죠. 전 그동안 실험쪽 일을 많이 하다가 요즘은 코드개발 일을 하는데 실험하면서 얻었던 센스가 상당히 많은 도움이 됩니다.

  • 김진호 ()

      그리고 여담이지만, 굴곡이 심한 출구가 있는 경우, 경계면에서의 경계조건이 속도가 아니라 압력인 경우에 정확한 답을 구하는 것이 거의 불가능합니다....  그 근본적인 문제는 3차원에서 미지수는 4개(속도3, 압력)이고 식도 4개(continuity, momentum 3)이기 때문에 풀려야 되겠죠.. 하지만 가장 큰 문제인 미지수가 압력인데 반하여 식에는 압력을 지배하는 방정식이 없다는 데에 기인합니다... 이게 NS를 푸는 사람들에게 항상 기본적으로 따라다니는 어려움이죠..

  • 김진호 ()

      FLUENT는 여러가지 첨가되는 프로그램까지하면 210M보다 큽니다. 그리고, 6.0.12버전의 크기는 총 80M정도됩니다.... 물론 이건 인스톨 하기전의 크기입니다.

  • 김진호 ()

      위의 압력을 푸는 방법으로 흔히 PATANKAR가 제안한 SIMPLE과 그 유사알고리즘들이 이용됩니다. 물론 다른 방법으로 푸는 방법도 있지만, 대부분의 상용프로그램들은 이 알고리즘을 이용한답니다. 그러므로, 좀 내부적인 프로그램을 아시려면, PATANKAR의 Numerical Heat Transfer and Fluid Flow를 보시거나 이의 번역본인 이재헌의 '열전달 및 유체유동 수치해법'이라는 책을 참고하십시요..

  • 김진호 ()

      이 알고리즘을 이용한 교육용으로 널리 퍼져있는 EL2D라는 프로그램을 돌려보시면 90%수준까지는 따라갑니다만, 전문가가 되시려면 수십편의 논문들을 섭렵하셔야만 합니다. 그것도 한두분야만...요..  뭐든 전문가가 되려면 어렵죠.. 다른 분야도 마찬가지고요....

  • 푸푸 ()

      에구 진짜 플루언트가 80메가 정도 되네요. 홍홍 제가 착각했었나 봐요.

목록


과학기술Q&A

게시판 리스트
번호 제목 글쓴이 등록일 조회 추천
344 1차의 글 유종완 11-15 4647 0
343 이 디스플레이 정보 좀 주세요. 댓글 7 로켓연구가 11-15 4687 0
342 검은 온실효과 관련... 댓글 1 유종완 11-15 4062 0
341 답변글 [re] 검은 온실효과 관련... 댓글 1 소요유 11-15 4067 0
340 경우의 수에 관한 질문입니다. 댓글 8 권석준 11-14 4980 0
339 물수제비 현상은 어떻게 일어나는거에요?? 댓글 7 루리루리 11-14 6262 1
338 [질문]원자력공학이나 플라즈마 물리학전공하시는분? 댓글 8 Barney 11-13 8269 0
337 [질문:DNA 추출기] 혈액의 물성치 댓글 30 허크 11-12 7120 0
336 답변글 [re] [질문:DNA 추출기] 혈액의 물성치 사색자 11-13 4182 1
335 이게 뭔 말이죠? 미국이 한국 기술에 딴지를 걸다니... 댓글 5 익명좋아 11-11 4205 1
334 전자기학 질문요.. 댓글 3 이광수 11-10 5572 0
333 답변글 흑흑 댓글 5 이광수 11-10 5123 3
332 답변글 [re] 전자기학 질문요.. 댓글 2 정진호 11-11 6630 0
331 지구 자체의 자기장? 댓글 1 노력파 11-10 4974 2
330 [질문] 대학 준비생이 읽어볼만한 책들좀 추천해주세요. 댓글 19 Who? 11-09 4335 0
329 [질문]자기유도현상 댓글 6 FLAME 11-07 6179 0
328 [간단한 질문] Numerical derivative 중에서... 댓글 10 사색자 11-07 5427 0
327 답변글 [re] 매틀랩 예제입니다. 댓글 5 사색자 11-08 8070 1
326 답변글 고차미분항에서 higher order scheme 사용방법의 문제 댓글 7 푸푸 11-10 5909 0
열람중 전산해석 vs. 실험 댓글 26 강나루 11-07 8997 4


랜덤글로 점프
과학기술인이 한국의 미래를 만듭니다.
© 2002 - 2015 scieng.net
모바일 버전으로 보기