이에이트 SPH 연구팀. ⓒ 이에이트
[프라임경제] 시뮬레이션 기반 디지털 트윈 기업 이에이트(418620)에서 반도체 등 고성능 전자기기의 고열로 인한 성능 저하를 예측하고 제어할 수 있는 기술 개발에 성공했다.
이에이트의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 연구팀이 고체의 열변형 시뮬레이션을 위한 TLSPH (Total Lagrangian SPH) 기반 혁신적인 열변형 모델을 개발해 FEM(Finite Element Method) 대비 높은 정확도를 검증했으며, 관련된 논문이 SCI 저널인 'Computers and Structures'에 게재됐다고 25일 밝혔다.
이에이트는 'Thermomechanical modeling in elastic body with corotated total Lagrangian SPH' 논문에서 기존 SPH의 한계를 극복하고 정확도와 효율성을 향상시킨 새로운 열변형 모델을 제시했다.
TLSPH는 고정된 기준 구성을 사용, 정확한 변형 계산을 보장해 시뮬레이션의 강건성을 높였다. 입자 간 거리는 선형 열팽창 이론에 기반, 온도 변화에 따라 업데이트돼 실제 물질에서 발생하는 열팽창을 보다 더 정확하게 시뮬레이션 할 수 있게 됐다.
또한 코로테이션 변형 기법을 적용, 변형 구배를 계산 및 입자 간 상호작용까지 고려해 탄성 변형 계산의 정확도까지 향상시켰다.
열변형은 물질이 온도 변화로 인해 팽창하거나 수축하면서 변형되는 현상으로, 다양한 제조 산업에서 열변형 방지 기술은 핵심 기술로 인정받고 있다. 고성능 전자기기, 반도체는 작동 중 열이 발생하며 이러한 열이 쌓이면 전자부품의 성능 저하와 고장이 발생할 수 있다.
아울러 자동차 엔진 내부의 실린더, 피스톤, 배기 시스템은 작동 중 고온에 노출되며, 이러한 부품들이 열에 의해 팽창하면 엔진 성능이 저하되거나 부품 손상이 발생할 수 있다.
이에이트의 열변형 예측 기술은 이러한 열변형을 보다 정확하고 효율적으로 예측하고 제어할 수 있어 제조업을 비롯한 여러 산업에서 큰 성과를 거둘 것으로 기대된다.
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