저명한 연구원인 Bert Blocken 박사는 최근 Elon Musk 및 Ansys CEO인 Ajei Gopal과 같은 다른 선구자들과 함께 전산 유체 역학, 벽 기능 개발 및 기초 분석에 대한 획기적인 학술 연구 활동 으로 Engineering.com에서 인정 받았다.
Blocken은 네덜란드의 Eindhoven University of Technology와 벨기에 KU Leuven의 토목 공학 교수다. 그는 10년 이상 Ansys 시뮬레이션 솔루션, 특히 Ansys Fluent에 의존하여 기존 실험 연구 방법으로는 해결할 수 없는 매우 복잡한 엔지니어링 과제를 해결했다. Blocken의 연구는 폭염이나 오염의 영향을 최소화하기위한 건축 환경 및 스포츠를 포함하여 많은 분야에 걸쳐 있으며, Fluent 시뮬레이션 결과를 사용하여 Tour de France 사이클링팀이 경주 시간을 단축하고 우승을 위한 새로운 전략을 개발하는 데 도움을 주었다.
연구에 따르면 체육관 고객은 환기와 고급 공기 정화 시스템을 결합하여 충분히 청소된 밀폐된 공간에서 더 안전하게 운동 할 수 있다.
Blocken은 또한 COVID와의 싸움에서 Fluent를 사용하여 외부에서 운동 할 때 표준 사회적 거리두기 지침으로는 충분하지 않다는 것을 증명했다. 그는 근처의 달리기를 하는 사람 및 자전거 운전자로부터 잠재적으로 유해한 물방울을 피하려면 훨씬 더 많은 공간이 필요하다고 보고했다.
Blocken은 Eindhoven University of Technology로부터 그의 그룹이 실행할 시뮬레이션을 지원하기 위해 Microsoft AI for Health 보조금을 받았다. 이 보조금은 COVID-19 고성능 컴퓨팅 컨소시엄의 후원으로, COVID-19 연구를 지원하기 위해 글로벌 기술 리더들이 모여 고성능 컴퓨팅 리소스에 대한 액세스를 제공한다. Blocken의 팀은 이 크레딧을 사용하여 Ansys 기술을 위한 Azure 컴퓨팅 파워의 관문인 Ansys Cloud로 CFD 모델을 시뮬레이션 한다.
“Ansys 기술을 사용하면 학업의 경계를 넓힐 수 있다. 이것이 내가 Ansys와의 파트너십을 오래 지속한 이유이며 실제로 매년 강화되는 이유라고 생각한다.”라고 Blocken은 말했다.
최근 네덜란드 정부 기관인 Topteam Sports와 Sportinnovator는 대중이 피트니스 센터로 돌아갈 수 있도록 돕기 위해 Blocken을 초대했다. 그는 Fluent를 사용하여 체육관 고객이 환기와 고급 공기 정화 시스템을 결합하여 충분히 청소된 밀폐 공간에서 어떻게 더 안전하게 운동 할 수 있는지 보여주었다. 그는 그 이후로 더 큰 문제를 해결하기 위해 이 연구를 활용했다. 예를 들어, 축구 경기장을 재개하고, 심지어 대유행 중에도 관중 수용력을 극대화하는 것이다.
피트니스 센터 오픈
전 세계적으로 유행병 때문에 많은 피트니스 센터가 폐쇄되었다. 이유는 사람들이 운동을 하면 더 많은 타액 방울이 생성되어 에어로졸 입자를 공기 중으로 보내고 환기가 잘되지 않는 방 안에 입자가 계속 쌓여 방 안의 모든 사람이 감염될 수 있는 가능성이 더욱 높아지기 때문이다.
Bert Blocken 교수는 시뮬레이션을 사용하여 피트니스 센터의 제한된 공간 내의 에어로졸 입자 수를 추적했다.
Blocken은 Ansys Fluent를 사용하여 기존 환기 시스템이 이러한 에어로졸 입자를 공기에서 효율적으로 제거할 수 없음을 입증했다.
체육관 주인은 이 문제를 어떻게 해결할까? 새로운 환기 시스템을 설치할 수 있지만 비용이 많이 들고 항상 문과 창문을 열어 둘 수 있지만 겨울에는 내부에 열을 공급해야 하므로 매우 높은 에너지 요금이 부과된다.
이 도전적인 문제를 해결하기 위해 네덜란드 정부에서 초대한 Blocken은 Fluent를 사용하여 피트니스 센터의 제한된 공간 내의 에어로졸 입자 수를 추적하고 첨단 공기 정화 기계를 사용하여 에어로졸 입자를 섭취하고 잠재적으로 감염을 제거하는 방법을 조사했다.
네덜란드의 Topteam Sports는 보건 복지 체육부가 임명한 Blocken과 그의 팀에게 실내 피트니스 센터의 에어로졸 감소 연구를 의뢰했다.
Blocken은 이전에 작업해 놓은 수천 시간의 COVID 시뮬레이션 연구를 활용하여 Fluent를 사용해 인체 주변의 공기 흐름과 이 공기 흐름의 물방울 분산을 분석했다.
“시뮬레이션은 보이지 않는 코로나 바이러스를 가시화하여 건축가, 건물 설계자 및 HVAC 시스템 엔지니어에게 건물 내부에서 일어나는 일에 대한 통찰력을 제공하고 장비가 유해한 입자 농도를 처리하는지 여부를 입증한다.”라고 Blocken은 말했다. “나는 이 전염병이 20년 전에 발생하지 않았다는 사실을 행운으로 생각한다. 만약 그랬다면 Fluent와 같은 강력한 시뮬레이션 소프트웨어와 이를 적절히 해결하고 생명을 구하는 데 필요한 시뮬레이션 하드웨어가 없었을 것이다.”며 덧붙였다.
또한 Blocken은 Fluent를 사용하여 대형 경기장을 위해 기계의 적용 가능성을 업그레이드한 버전을 테스트하고 있으며, 이는 곧 대규모 스포츠 이벤트에서 공공 안전을 보장할 수 있는 길을 마련하는 데 도움이 될 것이다.
팬을 경기장으로 되돌아오게 하기
스포츠 팬들은 경기장으로 돌아가 자신이 좋아하는 팀이 다시 경기하는 점을 기뻐한다. Health~Holland가 공동 자금을 지원하는 대규모 공공-민간 파트너십 프로젝트에서 Blocken은 55,000 석이 넘는 네덜란드 최대 경기장이자 AFC Ajax 축구 팀의 본거지인 Johan Cruyff Arena를 사용하여 환호하는 군중이 공기를 통해 에어로졸을 확산하는 형태를 모델링 중이다.
기상 조건은 에어로졸 확산 방식에 큰 영향을 미치기 때문에 Blocken은 Fluent를 사용하여 에어로졸 입자 농도를 예측하고 경기 날짜에 경기장의 군중 수 한계 지침을 정의하기위한 다양한 기상 조건을 시뮬레이션 했다.
바이러스 학자의 의견과 함께 Blocken의 Fluent 결과를 사용하여 경기장 소유자는 특정 경기장 게이트를 열어 환기를 강화하거나 극단적인 경우 관중석에서 에어로졸을 제거하기 위해 공기 정화 시스템을 설치하는 등 농도를 줄일 수 있는 솔루션을 선택한다.
Blocken이 피트니스 센터 모델링에 사용한 공기 정화 기술은 네덜란드의 Johan Cruyff ArenA를 더 안전하게 만들기 위해에서 테스트되고 있다.
이 데이터를 활용하여 경기장 당국은 자신 있게 최대 용량으로 개장하거나, 특정 팬 수로 정원을 제한하거나, 날씨가 좋아질 때까지 경기를 지연시킬 수 있다.
Blocken은 “미래의 전염병에 대비하여 사회를 준비하는 데 Fluent는 꼭 필요합니다. COVID가 우리가 평생 경험하게 될 마지막 바이러스가 아닐 것이기 때문이다.”라고 Blocken은 말하며 “다음 번에 이와 같은 일이 발생하면 더 이상 피트니스 센터를 닫을 필요가 없을 것이다.”라며 덧붙였다.
세계가 모델링 및 시뮬레이션에 대한 투자를 계속 가속화한다면 다음 대유행의 영향은 사망 및 전 세계 경제에 미치는 영향 측면에서 최소화될 수 있다.
