무기체계나 항공 시스템을 개발하다 보면, 설계 막바지에 예상치 못한 문제가 터지는 경우가 있습니다. 시제품을 만들고 나서야 발열이 심하다는 걸 알거나, 진동 테스트에서 부품 균열이 발견되거나, 안테나 성능이 설계값과 다르게 나오는 식입니다.
비용과 일정 모두 치명적입니다.
이런 문제들의 공통점이 있습니다. 구조, 열, 전자기 서로 다른 물리 현상이 동시에 작용하는데, 각각 따로 검토하다 보니 상호작용을 놓쳤다는 것입니다. 이것이 다물리 해석(Multiphysics Analysis)이 방산·항공 개발 현장에서 점점 주목받는 배경입니다.
문제 1. “이 전자 장비, 야전 환경에서도 버틸까?”
방산 전자 장비는 극한 온도, 진동, 충격 속에서 작동해야 합니다. 내부 부품이 발열하면 PCB가 휘고, 휜 기판은 부품 접합부에 균열을 일으킵니다. 열과 구조가 맞물린 문제입니다.
이 흐름을 시뮬레이션으로 추적하면, 실물 제작 전에 냉각 구조나 부품 배치를 수정할 수 있습니다. 열분포를 먼저 계산하고, 그 결과를 구조 해석에 넘겨 변형과 응력을 확인하는 방식입니다. 두 해석이 데이터를 주고받으며 연계될 때 비로소 현실에 가까운 결과가 나옵니다.
문제 2. “고속 기동 중에도 안테나가 제대로 작동하는가?”
항공기나 무인기에서 안테나는 기체 표면에 장착됩니다. 비행 중 공력 하중과 진동으로 기체 구조가 미세하게 변형되면, 안테나의 방사 패턴도 달라집니다. 구조 문제가 전자기 성능에 영향을 주는 것입니다.
구조 해석으로 변형된 형상을 먼저 계산하고, 그 형상을 고주파 전자기 해석에 넘겨 실제 운용 상황에서의 성능을 확인합니다. 지상 정적 조건에서만 검증했을 때 놓치기 쉬운 문제를 비행 조건에 가깝게 사전 포착할 수 있습니다.
문제 3. “전동 액추에이터, 설계대로 움직이는가?”
전기로 작동하는 액추에이터는 방산 플랫폼에서 점점 많이 쓰입니다. 전자기력으로 움직이는 이 장치는 작동 과정에서 코일이 발열하고, 발열은 전기 저항을 바꾸고, 저항 변화는 다시 구동 특성에 영향을 줍니다.
전자기 해석으로 코일의 발열량을 계산하고, 그 결과로 온도 분포를 구한 뒤, 온도에 따른 재료 특성 변화까지 반영해 최종 성능을 확인하는 흐름입니다. 각각의 해석이 따로 놀면 이 연결고리는 보이지 않습니다.
연계 해석이 실제로 만드는 차이
다물리 해석의 핵심은 특정 툴이 아니라, 물리 현상들이 서로 어떻게 연결되는지를 설계 단계에서 확인하는 것입니다. 구조·열·전자기 각 영역의 해석 결과가 다음 단계의 입력값이 되고, 그 흐름이 실제 시스템 동작에 가까워질수록 설계 신뢰도는 높아집니다.
실물 시제품 제작 횟수를 줄이고, 후반부 설계 변경을 막는 것. 결국 다물리 해석이 만드는 가장 직접적인 가치는 여기에 있습니다.
모아소프트는 구조·열유동·전자기 영역의 Ansys 해석 솔루션과 함께, 방산·항공 프로젝트에 실제로 적용 가능한 엔지니어링 서비스를 제공합니다. 어떤 해석이 필요한지 아직 정리되지 않은 단계여도 괜찮습니다. 필요하시다면 아래로 문의해 주세요.
관련 문의: 📞 02-6945-2156 / Contact Us – 26+ Year’s Experience in Reliability & Safety