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리커다인(RecurDyn) 솔버, 현재와 미래
차 호 영 팀장
펑션베이㈜, 솔버 2팀
▶ 먼저 본인 소개를 부탁드리겠습니다.
▷ 안녕하세요, 저는 펑션베이 개발그룹의 솔버 2팀 팀장 차호영입니다. 2008년에 대학원을 졸업한 후 펑션베이에 입사하였습니다. 벌써 10년이 지났네요. 마음은 아직 젊은데 자기 소개 글을 쓰면서 생각하니 ‘벌써 시간이 이렇게 흘렀나?’라고 생각하며 혼자 많이 놀랐습니다. 사실 석사 졸업, 입사, 결혼을 모두 2008년에 했기 때문에 10년이 되는 올해가 개인적으로 의미가 많은데, 이렇게 사보를 통해서도 인사 드리게 되어 더욱 의미가 있는 것 같습니다.
▶ 리커다인 개발에 참여하신 지 얼마나 되셨는지, 어떤 계기로 펑션베이에 입사하게 되셨는지요?
▷ 먼저 펑션베이 입사 과정부터 말씀드리겠습니다.
저는 대학원 석사 기간에 경희대학교 임성수 교수(現 공과대학 학장)님의 지도로 CoLink(코링크)의 퍼지 블록(Fuzzy Block)을 개발하는 일을 맡았습니다. 당시 그 프로젝트 담당자는 현재 펑션베이의 기초연구팀에서 리커다인의 차세대 솔버를 연구하고 있는 윤덕진 수석님이었습니다. 그 프로젝트를 계기로 펑션베이라는 회사를 n직접 방문하고, 회사 분위기를 접할 수 있었습니다. 프로그래밍에 관심이 많았던 저는 펑션베이 입사를 희망하게 되었고, 그 인연으로 석사 졸업과 동시에 펑션베이에서 정식으로 일을 시작하게 되었습니다.
▶ 직접 개발에 참여하신 최초 버전이 몇인지, 그때의 버전과 지금 버전을 비교해서 가벼운 예시 하나정도 들어볼 수 있을까요?
▷ 2008년 입사 후 제가 최초로 개발한 버전은 V7R2 입니다. 솔버 측면에서 당시 V7R2 버전은 64비트 솔버 제품을 출시한지 얼마 되지 않았던 시점입니다.
석사는 제어전공을 했고 입사 초기에는 CoLink와 고유치 해석과 관련된 개발을 했습니다. 입사한지 얼마 지나지 않아서 고유치 해석과 유사한 유연체인 RFlex를 책임지고 개발하게 되었습니다.
▶ 그 당시 버전에서 가장 강력했던 기능은 무엇이고, 지금 리커다인에서 그 기능이 어떻게 자리잡았는지요?
▷ 개인적인 의견이지만 아마 대부분 동의하실 것 같습니다. 바로 유연체를 포함한 MFBD 해석입니다. 리커다인이 지원하는 유연체는 FFlex와 RFlex, 두가지가 있습니다. 타사 제품은 제한적인 유연체 해석만이 가능했지만 리커다인에서는 ‘완전한 유연체 해석’이 가능하다는 의미에서 Full Flex, 즉 FFlex라고 불렀습니다. 이는 2018년 현재에도 여전히 리커다인의 차별화 기능으로 당당히 자리하고 있습니다. 당시 FFlex 유연체를 쓰기 위해서는 외부 Mesher 를 사용해야만 했는데, 현재는 리커다인만으로도 유연체 바디를 생성 가능할 수 있게 개선되었습니다. 현재는 한발 더 나아가서 G-Modeling이라는 기술을 통해 강체, 유연체(RFlex는 물론FFlex)로 자유롭게 바꿔 해석할 수 있는 기능으로 발전되었습니다. 손쉽게 강체와 유연체로 변경할 수 있어 고객들로부터 호응이 많은 만큼, 관련한 추가 개발에 대해서도 많이 요청 받고 있습니다.
▶ 리커다인 솔버가 경쟁제품과 비교했을 때 정말 자신 있는 것을 손꼽자면요?
▷ 우선 Rigid, RFlex 그리고 FFlex 를 포함한 MFBD 해석이 가능하다는 것이 경쟁제품과 비교해서 가장 큰 장점입니다. 특히, FFlex를 포함한 Nonlinear Transient/Dynamics 해석에서의 경쟁력은 리커다인이 가장 앞서 있다고 말씀드릴 수 있습니다.
두 번째로 MFBD (Multi-Flexible Body Dynamics)에 기반을 둔 다분야 통합해석을 또 다른 강점으로 들 수 있습니다. 예를 들어 리커다인은 CoLink라는 제어분야에서 주로 사용하는 블록 다이어그램(Block Diagram) 모델링과 손쉽게 통합 해석이 가능합니다. CoLink 뿐만 아니라, FMI 라는 표준 인터페이스를 지원하는 다른 CAE 소프트웨어와의 연성해석도 가능한데, FMI를 이용하면 AMESim, MATLAB, SimulationX 와 같이 리커다인에서 해석하지 못하는 다양한 분야의 해석결과를 포함할 수 있다는 장점이 있습니다. 추가적으로 지난 V9R1부터는 SPI(Standard Particle Interface)라는 자체 표준 인터페이스를 개발하였고 이를 이용하여 다양한 입자법 기반의 소프트웨어와의 연성해석이 가능해졌습니다. 더 나아가 현재는 Particleworks와 EDEM의 인터페이스가 개발되어 사용되고 있으며, 앞으로 더 다양한 입자법 소프트웨어와의 인터페이스가 개발될 수 있기를 기대합니다. 향후에는 기어(Gear)의 소음-진동(NVH, Noise & Vibration & Harshness) 영역과의 통합 해석도 가능해지는 등 시간이 지날수록 리커다인을 활용할 수 있는 영역은 더욱 확장될 것임을 말씀드립니다.
▶ 버전을 거듭할수록 솔버도 업그레이드 되고있는데, 솔버 개선에서 가장 중점을 두고 있는 부분은 어떤 점인가요?
▷ 솔버에서 가장 중점적으로 두는 것은 물론 정확성을 전제로 한 빠른 해석 속도입니다. 그 다음으로는 해석 결과의 안정성과 강직성을들 수 있습니다.
모든 솔버의 개발과 개선 이슈들은 리커다인을 사용하는 고객들의 요구사항과 보고된 버그 수정으로부터 주로 출발합니다. 그리고, 다양한 고객사로부터 수집되는 실제 해석 모델을 바탕으로도 개선하고 있습니다. 단순히 개발 환경이 아닌 실무에 사용되는 실제 모델을 기반으로 한 솔버 개선이 리커다인의 성장동력이라고 생각합니다.
▶ V8에서 V9으로 넘어오면서 가장 큰 변화를 꼽자면 어떤것이 있을까요?
▷ 우선, V8 버전까지 적분기의 Numerical Damping 효과가 다소 크다는 점이 확인되어 V9에서 크게 개선되었습니다. 다시 말씀드리면, V8 버전까지 적분기의 Numerical Damping을 줄이기 위해서는 적분기의 Numerical Damping 파라미터를 줄여야 했지만, V9 에서는 Numerical Damping의 영향이 최소화되어 별도로 파라미터를 수정하지 않아도 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
두 번째로는 MFBD를 기반으로 다분야 통합 해석과 관련된 확장을 꾀하고 있으며, 특히 향후 버전에서는 Gear 시스템의 소음, 진동 분야에 대한 Solution을 줄 수 있을 것입니다.
그리고 마지막으로 솔버 개발자 입장에서 말씀드리면, 솔버 개발환경을 최신으로 변경하였다는 점을 들고 싶습니다. 개발환경이라는 것은 개발자가 쓰는 연장과 같아서 근무환경 개선과 같은 효과가 있습니다. 특히 컴파일러와 라이브러리를 최신 버전으로 변경함으로써 정확도와 속도 개선에도 직접적으로 긍정적인 영향을 주었고, 다양한 업무 효율 향상 효과를 가져왔습니다.
▶ V9R2에 새롭게 탑재되는 적분기에 대한 내용과 배경은 무엇이었는지. 이걸 사용하게 되면 사용자가 얻게 되는 장점은 어떤부분인가요?
▷ 이전 버전인 V9R1에서는 Implicit G-Alpha 적분기에서의 Numerical Damping 효과가 크게 작용하는 현상을 개선하였습니다. 그런데 Implicit G-Alpha 적분기는 강체와 RFlex를 포함한 해석에만 적용이 가능합니다.
V9R2에서는 이러한 개선사항을 FFlex로 확장하여 ‘Advanced Hybrid 적분기’를 추가로 제공할 예정입니다. 즉, 기존의 ‘Hybrid 적분기’는 유지함으로써 Solution을 유지하고, 새로운 Solution을 위한 ‘Advanced Hybrid 적분기’ 를 추가하였습니다.
정리하자면 V9R2에서는 크게 세 가지 기능이 탑재되었습니다. 첫 번째는 FFlex를 포함한 문제에서도 Numerical Damping 의 영향을 받지 않도록 개선 했습니다. 두 번째는 RFlex 를 포함한 해석에서 해석 속도를 더욱 높였다는 점입니다. 마지막으로 Rigid, RFlex는 물론 FFlex에도 적용 가능한 적분기의 개선이라는 점입니다. 이전 버전에서는 강체, RFlex, FFlex, 그리고 Track body의 조합에 따라서 Implicit G-Alpha(강체&RFlex), Track G-Alpha(툴킷 전용), Hybrid(FFlex 전용) 적분기로 엄격히 구분했습니다. 그러나, ‘Advanced Hybrid 적분기’는 어떤 조합의 바디를 사용하든 동일하게 훨씬 개선된 성능으로동작할 수 있게 되었습니다. 고객들이 체감하실 수 있는 효과로, G-Modeling을 이용해서 강체를 유연체로 변환하여 해석결과를 확인할 때 FFlex 바디가 포함되더라도 Numerical Damping 효과의 영향 또는 적분기 종류에 따른 적분기 파라미터의 기본값을 원인으로 하여 생기는 해석 결과의 차이가 없어지게 되었습니다. 이는 G-Modeling이 개발되고 고객들로부터 많은 요청이 있었던 부분을 반영한 것입니다.
특히, Damping 효과에 대해서 좀더 설명 드리고 싶은데, 기어와 진동, 소음분야에서는 고속 회전 및 다양한 주파수 영역의 가진을 고려해야합니다. 만약 Damping 효과가 크면 소음, 진동에서 가장 중요하다 할 수 있는 공진 효과가 잘 나타나지 않는데 새로운 적분기는 FFlex를 포함하여 소음과 진동 분야의 해석 정확도를 높이는 강점이 있습니다.
마지막으로 새로운 적분기에서는 RFlex가 포함된 문제에서의 해석속도 개선이 있었습니다. 구체적으로 말씀드리자면 RFlex의 바디가 200개 이상의 많은 모드를 사용하고, RFlex와 연결된 Entity(Joint, Force)가 많을수록 해석속도 개선 효과가 있습니다.
RecurDyn V9R2에서부터 기본 적분기로 채택될 Advanced Hybrid 적분기
▶ 마지막으로 독자들, 사용자분들께 한마디 해주신다면요?
▷ 리커다인 개발을 일상으로 하고있지만 글로 써내려가며 정리하다보니 많은 발전을 했다는걸 새삼 체감할 수 있었고, 고객들이 실제 사용하는 데에 있어서도 큰 발전을 느끼시기를 희망합니다. CAE 시장을 선도하고있는 소프트웨어의 개발자로서 최상의 솔루션을 제공해드릴 수 있도록 앞으로도 더 많이 노력할 것을 말씀드리며 글을 이만 줄이도록 하겠습니다.
