[르포] 대학 연구의 숨은 조력자, 다쏘시스템 ‘시뮬리아’

의료·제조·통신 연구의 시뮬레이션, ‘시뮬리아’로 통한다
모드심 강점, 몇 주 프로세스를 며칠로 단축

대학에서 이뤄지는 연구의 숨은 조력자가 있다. 의료, 제조, 통신 등 다양한 분야를 조력한다. 바로 다쏘시스템의 ‘시뮬리아’다.

시뮬리아는 시뮬레이션 소프트웨어를 제공하는 다쏘시스템의 플랫폼이다. 가상 시뮬레이션을 통해 제품의 설계, 테스트, 분석 등을 지원한다. 제품 성능 예측과 최적화 등에 사용된다. 구조, 유체, 열, 전자기 등 다양한 물리적 현상을 시뮬레이션할 수 있고, 이를 통해 복잡한 제품과 시스템의 성능을 예측할 수 있다. 다쏘시스템의 3D익스피리언스 플랫폼과 통합돼 제품 개발의 전 단계를 하나의 환경에서 관리할 수 있게 제공된다. 사용자들의 협업과 데이터 관리 효율성을 높여주는 장점이 있다.

18일 서울 코엑스에서 개최한 ‘시뮬리아 유저 데이 2024’ 행사에서는 국내 대학에서 연구할 때 시뮬리아를 활용한 사례가 소개됐다. 콘퍼런스장 로비에 마련된 부스에서는 여러 대학에서의 연구 성과가 전시됐다. 여기에는 의료, 반도체, 통신 등 다양한 분야의 연구가 있었다.

부산대는 광상동맥 관련 연구를 선보였다. 다양한 플라크 물성 및 면적 하에서 관상동맥 스텐트 전개 시뮬레이션이다. 부산대는 초탄성 재료 기반 이상화된 관상동맥과 플라크 모델, 스텐트 모델을 바탕으로 플라크 모델의 재료 특성, 협찬 면적 변화에 따른 스텐트 전개 특성을 평가했다. 이를 시험하기 위해 대학은 유한요소해석을 통한 스텐트 전개 시뮬레이션을 수행했다. 시뮬레이션을 위해 다쏘시스템의 시뮬리아를 활용했다.

충남대는 반도체 관련 연구를 진행했다. 3D 낸드(NAND) 메모리 제조 공정에 따른 잔류응력 해석에 관한 연구를 진행했다. 3D 낸드 메모리는 전원이 꺼지면 데이터를 잃어버리는 D램과 달리 데이터가 보존되는 비휘발성 메모리다. 3차원 구조로 집적도를 향상시킬 수 있는 장점이 있지만, 구조나 발열, 냉각 문제가 존재한다. 수십 단으로 서로 다른 막질이 적층된 구조 탓에 열과 기계적 응력을 발생하기 때문이다. 열과 같은 문제는 반도체 수명이나 품질 저하에 영향을 미치기 때문에 설계 단계에서 열-기계적 응력 최소화가 필요하다. 충남대는 시뮬리아를 활용해 반도체 설계에서 이 응력 최소화를 위한 시뮬레이션을 진행했다. 온도 변화로 발생되는 기계적 응력, 제조 공정 등을 반영한 시뮬레이션을 통해 직접 여러 환경을 조성하지 않아도 가상에서 빠르게 여러 시도를 할 수 있었다.

이외에도 현장에선 △유한요소해석을 통한 물 표면 자유지지 상태의 나노결정질 금 초박막의 평면응력 파괴인성 측정법 검증 △ABAQUS 사용자 정의 요소 개발을 통한 수소 취성 모델링 △10MW급 부유식 해상풍력발전기용 탈착형 계류장치 구조설계 민감도 해석 △5G 인도어 통신을 위한 유리상에 구현되는 투명 주파수 선택 표면 등 다양한 연구 사례가 소개됐다. 현장에 있던 한 대학원생은 “시뮬리아는 시뮬레이션 작업에서 익히 사용되는 솔루션”이라면서 “클라우드를 통해 시뮬레이션 작업을 빠르고 효율적으로 처리할 수 있고, 3D익스피리언스 플랫폼에서 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다”고 말했다. 이어 “모드심(모델링과 시뮬레이션의 합성어)을 통해 별도로 이뤄졌던 작업을 한 번에 수행할 수 있어 연구 노동과 시간을 아낄 수 있다”고 했다.

기업에서 온 연구원은 “다쏘시스템 솔루션이 과거 학생 시절보다 훨씬 사용하기 쉬워졌다”면서 “대학생들이 이러한 플랫폼에 익숙해지는 것은 좋은 현상이고 미국처럼 특성화고 등 더 어렸을 때 이러한 플랫폼에 익숙해질 수 있는 환경을 만들면 제조나 의료 등 우리 기술이 성장하는 동력이 될 것”이라고 말했다.

한상배 다쏘시스템 시뮬리아 브랜드 대표는 이날 콘퍼런스에서 시뮬리아의 강점으로 모드심을 꼽았다. “모드심은 플랫폼에서 모든 시뮬레이션을 구현하는 메커니즘, 즉 가교역할을 한다”며 “기존의 프로세스가 직선이라면, 모드심은 루프의 형태”라고 설명했다. 이어 “몇 주간의 프로세스를 며칠로 줄일 수 있는 시간적 경제성과, 모든 정보가 하나로 통합될 수 있는 통합성, 프로그램·프로덕트·테스트가 상호유기적으로 연결되는 연결성 등의 강점이 있다”고 말했다.

그 사례로 의료 분야를 꼽았다. 그의 말에 따르면, 의료 기기의 경우 평면 구조를 활용하면 바로 3D 구조로 변환 가능하다. 시뮬리아를 통해 이러한 프로세스를 연결하고 변경함으로써 엔지니어링을 보다 가속화하고 또 혁신적이고 효과적으로 검출할 수가 있다. 한 대표는 “모드심은 단순 연구뿐 아니라 비즈니스 측면에서도 큰 도움이 된다”며 “제품의 경쟁력을 높이면서 한편으론 비용적으로 효율적인 설계 시스템을 구축할 수 있다”고 말했다.