Opera 시뮬레이션 소프트웨어는 사용자가 전자기(EM) 및 전기기계 시스템의 시뮬레이션을 2차원 및 3차원에서 수행하는 데 사용할 수 있는 유한 요소 해석 소프트웨어 제품군입니다. Opera는 뛰어난 저주파 시뮬레이션으로 기존 SIMULIA EM 포트폴리오를 보완합니다. 저주파 시뮬레이션은 자석, 전기 모터 및 기타 전기 기계를 설계할 때 특히 유용합니다.
충전 입자 모듈은 정전기장 및 정자기장에서 충전 입자의 상호 작용을 계산합니다. 유한 요소 방법을 사용하여 불연속 모델에서 정상 상태 케이스에 대한 맥스웰 방정식을 풀며 공간 전하 효과, 자체 자기장, 상대론적 운동 등 자체적으로 일관된 솔루션을 제공합니다.
곡면으로부터의 열전자 및 전계 효과 방출, 곡면으로부터 그리고 체적 내에서 2차 방출(가스 이온화 모델링에 사용), 비자화 및 자화 플라즈마에 대한 모델 등 종합적인 방출체 모델 집합이 제공됩니다.
여러 종류의 충전 입자가 포함될 수 있으며, 각각 사용자가 정의한 충전 및 질량을 갖습니다. 열전자 방출에 비해 전계 방출은 음극으로부터 전자를 끌어내는 데 보다 흡인력 있는 메커니즘일 수 있습니다. 필요 전력이 더 적은 양자 기계장 효과에 의해 실온(차가운 음극)에서 전자가 방출되기 때문입니다. 크기가 작아 좀 더 휴대성이 뛰어난 장치에 사용될 수 있다는 점에서 탄소 나노튜브 방출체도 인기를 얻고 있습니다.
Opera는 일관된 정확성, 사용 용이성, 복잡한 대규모 시뮬레이션을 일상적으로 처리할 수 있는 능력 덕분에 모든 유형의 자석에 대해 가장 앞선 FEA 설계 도구로 자리매김했습니다.
Opera는 과학계에서 입자 가속기, 이온 빔 장치, MRI/NMR 및 기타 다양한 자석 장치에 사용할 자석을 설계하는 데 널리 사용됩니다. 이 응용 분야 중심 소프트웨어는 지난 몇 년간 발전했으며, 이제는 전자기 외에도 열 및 응력을 조사할 수 있는 종합적인 다중 물리 시뮬레이션을 제공합니다.
이 소프트웨어는 전자기장을 관통하여 충전 입자를 추적할 수도 있습니다. 영상화 구역에서는 매우 높은 장 정밀도가 필요하기 때문에 MRI/NMR 응용 분야가 특히 까다롭습니다. Opera는 이러한 요구사항을 염두에 두고 개발되었으며, 그 결과 여러 선도적인 MRI 및 NMR 장비 제조업체가 Opera를 사용하여 초전도 자석을 설계하고, 급랭 시뮬레이션을 수행하고, 자석 차폐를 설계합니다. 이 소프트웨어는 이제 전자기 외에도 열 및 응력을 조사할 수 있는 종합적인 다중 물리 시뮬레이션을 제공합니다.
수행된 솔루션에 따라 표준 결과에 다음이 포함됨:
스퍼터 코팅은 유리 위 장식용 및 저방사 코팅부터 오늘날 가장 까다로운 분야에서 사용되는 제품의 엔지니어링 코팅까지 다양한 분야에서 박막을 제조하는 데 널리 사용됩니다. 최종 제품의 성능과 프로세스의 경제성을 위해서는 증착 필름 속성을 최적화하고 스퍼터 목표를 활용하는 것이 중요합니다. Opera는 정확한 유한 요소 해석을 플라즈마, 스퍼터링, 필름 증착의 세부 모델과 결합하여 자전관 설계 및 최적화를 위한 최초의 실용적 도구를 제공합니다.
사상 처음으로, 자전관 설계자와 스퍼터 코팅 작업자가 효과적인 설계 시뮬레이션 도구를 사용할 수 있게 되었습니다. 이러한 도구는 많은 엔지니어링 및 제품 설계 분야에서 성능을 향상시키고, 비용을 절감하고, 개발 일정을 앞당기고, 혁신을 지원함으로써 경쟁 우위를 제공할 수 있는 역량을 입증했습니다.
자전관 설계자와 특히 관련성이 높은 Opera의 시뮬레이션 기능은 다음과 같습니다.
Opera를 통해 설계자는 다음을 예측하고 최적화할 수 있습니다.
전자기 서명, 음극 보호 시스템의 고급 모델링 개발부터 역 전자기 감지 문제 해결까지, Opera의 고급 전자기 시뮬레이션은 조선 엔지니어 및 설계자들의 필수적인 도구로 입증되었습니다.
전기장 및 자기장 서명을 완화하는 것은 해군 선박 설계 프로세스에서 중요한 부분입니다. Opera는 수년간 비소자 및 소자 서명 평가 모두에 대한 시뮬레이션 도구로 널리 사용되어 왔으며, 검증 실험에서 높은 수준의 정확성을 보였고 소자 코일의 배치를 유연하게 최적화했습니다.
Opera 사용자들은 자기 서명 평가를 위해 생성한 모델을 간단히 수정하여 동일한 Opera 시뮬레이션 모듈을 사용해 음극 보호 시스템을 모델링할 수 있습니다. 음극 보호 해석에는 외부 전류 양극, 전기 방식용 양극, 도색 비보호 영역 등 선박 외부 곡면의 모델만 있으면 됩니다.
Opera의 결과 후처리를 통해 다음을 비롯한 여러 가지 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.
Opera는 축방향 중성자속 토폴로지 및 선형 모션 장치를 비롯한 모든 유형의 기계에 대해 정확한 전자기장 모델링을 제공하는 것으로 입증된 강력한 양방향 유한 요소 해석(FEA) 소프트웨어 패키지입니다. 다양한 수준의 해석 복잡성을 제공하는 전자기 및 기타 물리학 솔버를 통해 사용자에게 요구사항에 맞는 최상의 도구를 제공할 수 있습니다. 종합적인 재질 모델링 옵션(서비스 및 풀 벡터 히스테리시스 재질 모델에서의 자화, 소자 등) 그리고 손쉬운 외부 구동 회로 정의 덕분에 기계 설계가 용이해집니다. 통합된 옵티마이저는 개념 구상부터 경쟁력 있는 제품에 이르는 효율적인 경로를 제공합니다. Machines Environment는 전기 기계 엔지니어를 위해 특별히 설계된 사용하기 쉬운 템플릿 기반 개발 도구입니다. 지오메트리 복잡성 및 균형에 따라 사용자는 Opera 2D와 Opera 3D 중에서 선택하여 사용할 수 있습니다.
Opera의 정역학 솔버는 기계의 전자기 동작을 정확하게 표현합니다. 이 기능은 전자기장이 시간적으로 ‘동결’된 것으로 간주되거나(DC 기계의 경우) 전자기장이 로터와 동일한 속도로 이동하는(동기식 기계) 특정 유형의 기계에 유용합니다. 사용자는 유도 기계 또는 토크 대 슬립 특성 등 시간에 따라 바뀌는 장을 포함하는 기계 해석을 위해 정상 상태(시간에 따라 바뀌는 AC) 솔버를 구축할 수 있습니다.
모션 솔버를 사용함으로써 사용자는 기계의 실제 성능을 완벽하게 해석할 수 있습니다. 여기에는 기계적 결합의 효과에 대한 해석도 포함됩니다. 다양한 Opera 손실 솔버를 사용하여 사용자는 모든 유형의 기계에 대해 철손(와상 전류, 히스테리시스, 과잉/회전 부품 포함)을 평가할 수 있습니다. 후처리 방법을 사용하여 평가하거나, 제조업체 곡선에서 솔루션 중에 직접 평가할 수 있습니다. 사용자는 시뮬레이션된 와인딩에 흘러 들어가는 전류로부터 간단히 구리 손실을 계산할 수 있습니다. Opera의 히스테리시스 솔버는 사용자가 히스테리시스 손실을 명확하게 구할 수 있게 해줍니다(회전 부품 손실 및 와상 전류 손실 포함). 손실 수량은 2D 또는 3D 열 해석에서 열원으로 사용될 수 있습니다.
Opera 시뮬레이션 제품군은 유한 요소 방법을 사용하여 장치 및 시스템의 전기, 열, 구조적 동작을 시뮬레이션합니다. 설계 변형을 탐색하고 설계를 최적화 및 구체화하는 데 사용할 수 있는 가상 시제품 제작 도구인 Opera는 물리적 테스트만큼 정확할 수 있는 테스트 결과를 제공합니다.
현대 사회의 수요에 맞춰 제품을 설계하는 전력 시스템 및 관련 장치 제조업체는 Opera를 통해 환경에는 보다 적은 영향을 미치면서 효율성을 증대하며 탄소 배출량을 낮출 수 있습니다. Opera는 이처럼 종종 상충하는 요구사항을 충족하면서, 혁신적이고 고도로 최적화된 제품을 성공적으로 설계할 수 있도록 합니다. 설계를 반복하고 실제 프로토타입을 만들어서 테스트하는 기존의 개발 프로세스가 시간 및 비용 소모적이 되어감에 따라 설계자들은 점차 Opera로 전환하고 있습니다.
수행된 솔루션에 따라 표준 결과에 다음이 포함됨:
