코로나 대유행 기간 동안 여행은 현저하게 줄어들었지만 현대 생활의 근본적인 부분으로 남아 있다. A지점에서 B지점으로 가는 것이 도시 주변을 빠르게 여행하는 것을 의미하든, 아니면 지구를 가로지르는 긴 여행을 의미하든 간에, 오늘날의 여행 경험은 복잡하고 에너지 집약적일 수 있다. 배출량을 낮추기 위한 압력이 증가함에 따라, 이동 속도를 높이고 안전을 유지하는 동시에 새로운 운송 기술을 가능한 “친환경”으로 만드는 방법을 찾는 것이 최우선 과제다.
책임을 맡은 사람들 중에는 폴란드의 스타트업 Nevomo가 있다. 창립자가 2017 SpaceX Hyperloop Pod Competition에서 최종 후보로 선정된 이 회사는 자기 부상(mag rail), 선형 모터 및 자율 제어 시스템을 기반으로 한 차세대 고속 철도를 개발하고 있다. 하이퍼루프에서 영감을 받은 mag rail 열차는 새로운 인프라를 구축할 필요없이 고속 여행을 수용할 수 있도록 업그레이드된 기존 철도 트랙에서 운행될 것이다.
속도에 대한 요구를 충족하는 하이퍼루프 기술
다른 차이점들 중, 하이퍼루프 레일은 기존의 열차처럼 바퀴로 운행되지 않는다. 대신, pod cars 또는 personal rapid transit(PRT)이라고 불리는 이 구획은 마찰을 줄이기 위해 수동형 maglev 기술을 사용하여 에어 스키와 유사한 물체이 떠있도록 설계되었다. 결국 속도가 1,200kph(745mph)까지 올라가면, mag rail 열차가 비행기 여행보다 더 빠를 것이다. 하지만, mag rail 열차는 전기로 운행될 것이기 때문에, 그들의 탄소 발자국은 미미할 것으로 예상된다.
Nevomo는 3단계로 시스템을 확장하고 있다. 각각의 새로운 단계는 이전 단계보다 더 빠른 속도를 약속한다.
1. 수동형 mag rail 열차는 최대 550kph(340mph)의 속도로 업그레이드된 기존 레일에서 작동한다. 이는 기존 철도 노선에서 운행하는 열차보다 약 2배 빠르고 고속철도보다 동일하다.
2. 특수 진공 커버를 추가하면 mar rail 기술이 최고 속도 600kph(373mph)의 하이퍼레일로 전환된다.
3. 전용 트랙에서 구동되는 하이퍼루프는 최대 1,200kph(745mph)의 속도를 낼 수 있다.
시뮬레이션으로 Mag Rail 브레이크 성능 향상
전 세계의 기업들이 하이퍼루프 차량을 개발하고 있다. 경쟁이 치열하고 프로젝트가 매우 혁신적이기 때문에, 먼저 시장에 출시하려면 복잡한 문제에 대한 만족스러운 해결책을 찾고 효율적으로 수행해야 한다.
Nevomo 엔지니어들은 초기 설계 단계에서 Ansys 시뮬레이션을 사용하여 수동 자기 부상, 전자기 브레이크 및 선형 모터가 다양한 조건에서 어떻게 작동하는지 빠르게 이해할 수 있었다. 궁극적으로 시뮬레이션은 Nevomo가 오류를 방지하고 더 짧은 시간에 더 많은 설계 이정표를 달성하는 데 도움이 되었다.
예를 들어, mag rail의 전자기 브레이크를 시뮬레이션 하는 것은 계산 시간을 줄이고 여러 설계 변형에 대한 검증을 가능하게 함으로써 개발 과정을 향상시켰다.
전자기 브레이크는 NdFeB(neodymium-iron-boron or “neo”) 영구 자석을 기반으로 하며, 고밀도 에너지 요구사항을 충족할 수 있는 희토류 자석이다. 자기장의 강도를 최적화하기 위해, Nevomo는 다양한 자석 배열과 자기화 방향을 시뮬레이션 했다. 엔지니어들은 또한 Ansys distributed solve options(DSO)와 high-performance computing(HPC) 기술을 사용하여 수백 개의 3D 시뮬레이션을 통해 솔루션 시간을 단축했다.
먼저 미래를 향해
Nevomo의 mag rail 기술에 대한 연구는 비접촉식 추진력을 위한 영구 자석 선형 동기 모터를 설계하는 것을 포함한다. 시뮬레이션은 물리적 프로토타입의 수를 줄여 비용과 시간을 절약하는 데 도움이 된다. 이 회사는 또한 안테나 설계를 분석하고 전자기 방사선에 의한 인쇄회로기판 차폐를 최적화하기 위해 Ansys 소프트웨어를 사용할 계획이다.
삶을 변화시키는 기술을 연구하려면 고유한 접근 방식과 강력한 도구가 필요하다. Nevomo는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 하이퍼루프를 발명하고 세계를 더 빠르게 미래로 이끌고 있다.
폴란드의 Ansys 채널 파트너 인 Symkom은 Nevomo에게 서비스와 지원을 제공한다. Symkom은 고객에게 유체, 기계, 전자기 및 결합 분석 분야에서 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE) 솔루션을 제공한다.
출처 : Ansys Simulation Helps Nevomo Innovate From Maglev to Hyperloop Technology
