[FKFU-B110-02-A] Simcenter Flomaster 2021.1 New

게시자: Songyi Han, 2021. 5. 12. 오후 10:04
2021년 새로 출시된 Flomastser 2021.1은 64bit 버전으로 출시되는 첫번째 버전으로 새로운 기능이 포함되었고 성능 향상이 많이 이루어졌습니다.

A. Physics
1. Multi-Physics Pipe 도입
Flomaster 2021.1에서는 “Multi-Physics Pipe” 라는 새로운 pipe component 가 추가되었습니다. 이 새로운 Pipe 모델은 기존에 수치적 확산 현상으로 온도나 농도 변화가 뭉개지는 현상을 올바르게 추적할 수 있도록 고안되었습니다. 비압축성 해석에서만 이용가능 하며 Newtonian, Non-Newtonian 모든 유체에 적용할 수 있습니다. 
적용될 수 있는 분야는 다음과 같습니다.
  • Running multiple fluids through a line for batching, purging or cleaning process and tracking the fluid front through the system
  • Priming and De-priming of Systems
  • Drawing one fluid in and then expelling it as would be seen in a pipette.


2. Pump Curve Enhancements
Flomaster 2019.2에서는 처음으로 Pump Head Curve Wizard 기능이 추가되었습니다. 
이번 2021.1 에서는 다음과 같은 3가지 특징이 추가되었습니다.
  • Expansion of the Wizard to Torque vs Head Curves
  • Ability to view the Chebyshev polynomial coefficients for polynomial fits of the curves
  • Enabling Curve interpolation when the extend to All Operational Modes function is selected



3. CAPE-OPEN Enhancements
정확한 해석 결과를 예측하기 위해서는 실제 시스템에 사용되는 유체의 정확한 물성치를 이용해야 합니다. 
이를 위해 Flomaster 2020.2 에서는 CAPE-OPEN (https://www.colan.org)과 인터페이스를 처음으로 제공하였습니다. 
Flomaster 2021.1에서는 다음의 확장된 기능을 추가하였습니다.
  • Liquid와 압축성 유체 외에 Two phase용 유체 생성 가능.
  • 2020.2 버전에서는 오직 32bit 물성치 프로그램만 사용할 수 있었으나 2021.1에서는 32bit, 64bit 모든 프로그램을 부를 수 있음.


4. New Map-based Compressor Component
Flomaster 2021.1에서는 새로운 Map 기반의 압축기 모델을 제공합니다. 
이 새로운 모델은 기존의 압축기 Component를 다음과 같은 향상된 기능을 통해 대체할 수 있도록 하고 있습니다.
  • Data Entry
    • Reference 조건 입력 시, 입출구에서 Total 과 Static 조건으로 세팅을 할 수 있게 되었습니다. 이는 입력 시 사전 작업을 줄여주고 있으며, 입출구의 total, static 압력의 어떠한 조합으로도 세팅 가능합니다.
    • 모든 관련 항목이 한 개의 sub-form 안에 그룹화 되어 데이터의 입력 오류를 줄일 수 있게 하였습니다.

  • Modeling
    • 기존의 Power 와 Speed 입력에 추가하여 Torque에 대한 controller를 제공하고 있습니다.
    • Surge 와 Stall 조건에 대한 향상된 처리 기능이 추가되었습니다.

5. Non-Newtonian Flow – Casson Model
2020.2에 포함된 Power Law에 추가하여 Casson Model이 추가되었습니다. 
이 모델은 전단율이 얇은 유체에 적합하며 사용 시 유체의 Yield Stress 값이 요구됩니다.

6. Bulk Loss Component
설계 초기 단계에서는 pipe layout이나 geometry에 대한 구체적인 정보가 정의되지 않거나 구체적으로 결정하기 어려운 상황에 놓이게 됩니다. 그동안은 이럴 경우, 대략적인 pipe layout 정보만을 부여하여 시스템의 성능을 평가해야 할 때 적절한 방안이 없었습니다. 그러나 새로운 Bulk Loss Component를 이용하면, 다음과 같은 입력 조건을 이용하여 시스템의 대략적인 성능을 쉽게 평가할 수 있습니다.
  • Pipe Length, Diameter and Roughness
  • Number of Bends and the ratio of radius to diameter
  • A fitting loss as a percentage of the pipe loss

7. Zero Flow Heat Transfer Enhancements
Zero Flow Heat Transfer(ZFHT) 기능은 Component 안에 있는 유체의 속도가 0인 경우, Axial 방향과 lateral (측면 방향, Radial) 방향에 대해 열전달 현상을 묘사할 수 있도록 한 기능입니다. Flomaster 2021.1에서는 단열재 및 pipe wall의 Thermal Capacity에 대한 영향이 고려 될 수 있도록 확장되었습니다.



B. User Experience
1. Visualization of Fluid Type and Concentration for Network Results Display & Sensors
해석 결과 시 복잡한 네트워크에서 여러 유체가 사용되거나 물질 전달이 있는 경우 네트워크 상에서 이를 표현할 방법이 없었으나 2021.1 에서는 해석자가 쉽게 결과를 인지할 수 있도록 post processing 기능이 추가되었습니다.


2. Dashboard – Create Data by Component ID
기존 Dashboard 기능에 Component, arm 혹은 node를 선택할 수 있도록 하였고, 그것들로부터 결과를 선택할 수 있도록 기능을 확장 시켰습니다. 


3. Create & Edit Script from Feature
Flomaster 2020.1에서는 component 안에서 script가 필요한 경우 data form 안에서 생성할 수 있도록 기능이 추가되었습니다. 이번 2021.1에서는 이를 좀 더 편하게 edit 할 수 있도록 기능이 확장되었습니다.

4. Edit Performance Data from Feature
Flomaster 2021.1에서는 성능 데이터가 component에서 바로 수정될 수 있도록 구성되었습니다. 
데이터 수정 후 이를 이 컴포넌트에서만 적용할 것인지 아니면 그 성능 데이터를 사용하고 있는 모든 컴포넌트에서 업데이트 되도록 할 것인지 선택을 할 수 있도록 기능이 확장되었습니다.

5. Enhanced Simulation Messages
해석 시 출력되는 메시지의 내용이 좀 더 상세하고 정리되어 사용자에게 제공되도록 하였습니다.

6. Save Document to Disk
네트워크에 소속된 문서를 디스크에 저장하기 위해서는 일단은 그 문서를 열어야만 했으나 이번 버전에서는 직접 저장 장치에 저장될 수 있도록 기능이 추가되었습니다.

7. New Script Editor
Flomaster 2021.1에서는 새로운 script editor가 내장되었습니다. 기존 editor에 비해 보다 나은 error 처리나 test 환경을 제공하고 있으며 가독성을 높였습니다.



C. Connectivity
1. Cross-Platform Portable FMU
Flomaster 2021.1에서는 Functional Mockup Unit (FMU) 로 export 할 때 추가적인 기능이 들어갔습니다. 
이 기능은 Function Mockup Interface (FMI) 버전 2를 지원하고 있으며 windows 와 Linux 양쪽 platform 모두를 지원하고 있습니다.  
FMU는 FMI master application으로 불러들여 질 수 있는데, 이것은 embedded solver와 함께 co-simulation 방식으로 진행되고 FMU machine running 상에서 Flomaster가 설치되지 않아도 진행하게 됩니다.


FMU exporting시 사용자는 다음과 같은 옵션을 가집니다.
  • Tool Coupled (Windows Only)
  • Embedded Solver (Windows or Linux)
2. P&ID Import
많은 산업분야에서 P&ID (Piping and Instrumentation Diagram) 는 프로세스 장비, 기구, 제어기 및 관련 pipe 구조의 상호 연결성을 기술하는 폼입니다. 이러한 diagram은 Flomaster network의 기반으로 이용될 수 있습니다. Flomaster 2021.1에서는 Siemens NX P&ID Designer 와 Siemens COMOS P&ID 를 통해 생성된 file을 불러서 네트워크를 자동 생성할 수 있어 시간을 절약할 수 있으며 잠재적인 오류를 낮출 수 있게 하였습니다.


3. Co-Simulation with Simcenter 3D
이 기능은 Simcenter 3D software와의 co-simulation을 가능하게 합니다. 
Flomaster에서는 유동 부분을, 3D에서는 Solid Body 모델을 연결하여 conjugated heat transfer 현상을 해석 하도록 할 수 있습니다.

4. Enhanced GIS Import Shape File Import
Flomaster는 GIS shape file 기반의 네트워크를 생성할 수 있습니다. Flomaster 2021.1 에서는 네트워크의 scaling기능이 향상되었고 불러들이는 속도도 빨라졌습니다.

5. FMU Signal Simplification
FMU가 불러들여질 때, 모든 연속된 입력 신호들은 다중 제어 연결을 갖는 하나의 port로 매핑 될 수 있습니다. 이것은 다음의 2가지 영향을 가지게 됩니다.
  • Schematic 상에서 Symbol 주변의 다중 시그널의 visual clutter를 줄입니다.
  • 앞서 Version들에 있던 45개의 입력 제한이 사라졌습니다.
 


D. Flomaster Architecture
1. 64 bit (including 64 bit FMU Import)
Flomaster 2021.1 은 프로그램의 아키텍처가 64 bit로 완전히 새롭게 바뀌었습니다. 
이러한 변화는 32 bit 구조에서 발생했던 메모리 제한이 사라진 것으로, 이는 거대 데이터의 후처리와 다른 64 bit 프로그램과의 연결이 가능하다는 것을 의미합니다.
추가적으로 아키텍처의 변화는 64 bit binary FMU import를 할 수 있으며, source-based FMU 를 불러들일 경우 64bit compiler를 이용하게 됩니다.

2. Sample Systems
Flomaster에서 제공되는 샘플 네트워크 중 새롭게 다음과 같은 내용이 추가되었습니다.
  • One Dimensional Heat Transfer
  • Chemical Spill
  • Desalination Plant

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2021. 5. 12. 오후 10:04
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