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시뮬레이션용 CAD 가이드라인

이 페이지는 구조 해석(FEA), 유동 해석(CFD), 빠른 공력 해석(Vortex Method) 시뮬레이션에서 CAD 파일을 준비하고 가져오기 위한 가이드라인을 제공합니다.

올바른 CAD 형식 선택과 형상 품질 확보는 시뮬레이션 실행 전의 핵심 준비 단계입니다. CAD 품질이 낮으면 격자 생성 실패 또는 신뢰할 수 없는 결과로 이어질 수 있습니다.

1. 시뮬레이션 유형별 지원 파일 형식​

시뮬레이션 유형지원 형식비고
구조 해석 (FEA).step, .stl다중 솔리드 형상 지원
유동 해석 (CFD).step, .stl단일 솔리드 형상 지원
빠른 공력 해석 (VM).stl표면 격자 최대 4,000개
tip

어떤 형식을 사용할지 결정하기 어렵다면, 구조해석과 유동해석에서 범용적으로 사용 가능한 .step 형식을 권장합니다.

2. 구조 해석 (FEA) CAD 요구사항​

2.1. 지원 형식​

  • .step (STP): ISO 10303 표준 교환 형식입니다. 거의 모든 CAE에서 지원하는 가장 범용적인 형식입니다.
  • .stl: 면 분할(tessellation) 기반 표면 형식입니다. 구조해석에서 사용 가능하나 곡면에서 형상 왜곡이 발생할 수 있으며, 단일파트만 고려합니다. 파일을 내보낼 때 높은 테셀레이션 해상도를 설정하십시오.

사진 1. 구조해석 CAD 잘못된 형상 예시

2.2. 형상 요구사항​

  • 멀티파트 지원: FEA 시뮬레이션은 여러 솔리드로 구성된 형상의 해석이 가능합니다. 솔리드 간 경계면이 올바르게 공유(merge)되어 있어야 하중이 인터페이스를 통해 전달됩니다.
  • 자가 교차 없음: 면끼리 관통하거나 교차되어서는 안 됩니다.
  • 닫힌 표면: 각 솔리드는 개방된 면 없이 완전히 밀폐되어야 합니다.
  • 완벽한 위상 구조: 중복 면, 면적이 없는 면, 면을 생성하지 못한 선(edge)을 포함해선 안 됩니다.

2.3. 샘플 CAD 파일​

구조해석 workflow 테스트를 위한 FEA 예제 파일을 제공합니다.

3. 유동 해석(CFD) CAD 요구사항​

3.1. 지원 형식​

  • .step (STP) — ISO 10303 표준 교환 형식입니다. 거의 모든 CAE에서 지원하는 가장 범용적인 형식입니다.
  • .stl — 면 분할(tessellation) 기반 표면 형식입니다. CFD에 사용 가능하나 곡면에서 형상 왜곡이 발생할 수 있습니다. 파일 내보낼 경우 높은 해상도를 설정하십시길 바랍니다.

사진 2. 유동해석 CAD 형상 예시

3.2. 형상 요구사항​

  • 단일 솔리드: CFD 솔버는 가져온 형상을 하나의 통합된 솔리드로 가정합니다. 모델에 여러 바디가 있는 경우 가져오기 전에 병합(boolean union)하시길 바랍니다.
  • 닫힌 표면: 개방된 선이나 면이 없는 밀폐(watertight)된 표면이어야 합니다.
  • 자가 교차 없음: 면끼리 겹치거나 교차하면 안 됩니다.
  • 외향 법선 (.stl의 경우): 모든 면의 법선이 형상 외부를 향하도록 일치해야 합니다.
  • 형상 단순화: 공력적으로 관련 없는 형상(내부 공동, 체결 요소, 작은 필렛 등)은 제거하거나 추상화 해주시길 바랍니다. 이러한 요소들은 격자 복잡도를 높이지만 유동 정확도 향상에 기여하지 않습니다.

3.3. 샘플 CAD 파일​

  • ONERA-M6.step — NASA NPARC Alliance Validation Archive 벤치마크 모델

4. 빠른 공력 해석 (Vortex Method) CAD 요구사항​

4.1. 지원 형식​

  • .stl — STL 형식만 지원됩니다. STL 파일에 포함된 표면 격자가 Vortex Method 솔버의 패널 격자로 직접 사용됩니다.

4.2. 형상 요구사항​

  • 표면 격자 최대 4,000개: .stl 파일의 삼각형 면 수가 4,000개를 초과하면 안 됩니다. 이 제한을 초과하면 시뮬레이션을 시작할 수 없습니다.
  • 닫힌 표면: 개방된 선이나 면이 없는 밀폐(watertight)된 표면이어야 합니다.
  • 외향 법선: 모든 삼각형 법선 방향이 형상 외부를 향하도록 정렬되어야 합니다.

4.3. 샘플 CAD 파일​

빠른 공력 해석 workflow 테스트를 위한 VM 예제 파일을 제공합니다.

5. 공통 체크리스트​

CAD 파일을 업로드하기 전에 다음 항목을 확인하시길 바랍니다.

  • 선택한 시뮬레이션 유형에 맞는 형식인가
  • 형상이 닫힌 solid 처리가 되어 있는가 (개방된 선이나 면 없음)
  • 교차하는 면은 없는가
  • 모든 면 법선이 외부를 향하는가 (특히 .stl 형식 확인 필요)
  • CFD/VM의 경우: 형상이 하나로 병합된 솔리드인가
  • VM의 경우: .stl 면 수가 4,000개 이하인가
  • 불필요한 내부 형상이 제거되어 추상화가 되어있는가
  • 단위가 일치하는가 (미터 단위 권장)

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