# Manatee 시뮬레이션

다중 물리 워크플로를 위한 빠르고 정확한 시뮬레이션 모델

(Manatee Simulation Intro)Manatee를 사용한 전기기계 시뮬레이션

Manatee 소프트웨어는 빠르고 정확한 e-NVH 계산을 위한 다양한 도구를 제공합니다. 전압 구동 시뮬레이션을 빠르게 수행할 수 있는 전기 회로 모델과 초기 설계 단계 평가를 위한 하이브리드 자기 모델을 포함하고 있습니다. 이 소프트웨어는 상세한 자기 및 구조 해석을 위해 FEA 도구와 통합되며, 빔 요소 및 3D FEA 모델을 지원합니다. 이러한 모델들은 엔지니어가 진동과 소음 수준을 평가하고, 설계를 최적화하며, 편심이나 불균일한 자화와 같은 제조 공차를 반영할 수 있도록 도와줍니다. 이 플랫폼은 전기, 기계 및 NVH 엔지니어 간의 협업을 촉진하여 개념 및 초기 설계 단계에서 효율적이고 견고한 e-NVH 시뮬레이션을 가능하게 합니다.

(Manatee Simulation Content Tab)빠르고 정확한 e-NVH 계산

(Manatee Simulation)고속 전기 회로 모델

(Manatee Simulation)고속 전기 회로 모델

Manatee e-NVH 소프트웨어에는 전압 구동 전자기 시뮬레이션을 수행할 수 있는 고속의 전기 회로 모델이 포함되어 있습니다. 이러한 모델을 사용하여 과도 시뮬레이션 없이 전압 입력에서 전류 수준을 빠르게 추정할 수 있습니다. 이는 정상 상태의 고조파 EEC(등가 전기 회로)를 기반으로 하며, 등가 저항 및 유도 용량이 있는 전압/전류 전달 기능을 설명합니다.

전기 엔지니어는 고속 EEC 모델을 사용해 전압 제어 법칙을 직접 입력할 수 있습니다. 이 모델들은 특히 유도 전동기(동작 지점에 따른 슬립 및 상 전압 입력)와 PWM 전압 인버터 시뮬레이션에 유용합니다.

[Manatee 고속 전기 회로 모델 ](/ko/media/19724)

(Manatee Simulation)고속 자기 모델

(Manatee Simulation)고속 자기 모델

Manatee e-NVH 소프트웨어는 표준 자기 FEA 시뮬레이션 시간을 빠르게 할 수 있는 알고리즘과 전기 장비의 초기 설계 단계에서 사용되는 고속 하이브리드 전자기 모델을 포함하고 있습니다. 공극 자속 분포를 예측하는 하이브리드 자기 모델은 투과율/자기력 모델, FEA 계산 또는 자기 저항 모델(예: 포화 효과를 보다 정확하게 예측하기 위해)을 결합하여 사용합니다. 이 모델들은 전류 구동 또는 전압 구동 시뮬레이션 워크플로에서 사용되어 자기력과 구조 모드 간 주요 상호작용을 빠르게 파악할 수 있으며, 중간 또는 상세 설계 단계에서 사용되는 FEA 자기 모델을 보완합니다.

이러한 고속의 자기 모델은 **전기 엔지니어**가 개념 설계 단계에서 서로 다른 전기기계 위상의 순위를 선정하는 데(예: IPMSM과 SCIM 또는 서로 다른 슬롯/극 조합 비교) 사용할 수 있습니다. 모델 매개변수(예:고조파 수와 이산화)는 Manatee에 의해 자동으로 정의되므로, 이러한 빠른 모델 설정은 기계 엔지니어 또는 음향 엔지니어가 "가상 시나리오"를 쉽게 실행하고 설계 변수들이 자기력, 진동 및 소음에 미치는 영향을 정성적으로 파악하는 데에도 사용할 수 있습니다.

[고속 자기 모델](/ko/media/19773)

(Manatee Simulation)유한 요소 자기 모델

(Manatee Simulation)유한 요소 자기 모델

Manatee에는 공극 자속 불러오기 기능 외에도 OPERA와의 연동이 가능합니다. 자동화된 슬라이딩 밴드, 대칭 처리, 및 병렬화 기능을 통해 이 비선형 **정자기 FEA** 모델의 계산 시간을 줄일 수 있습니다. 모든 자기 모델에는 자기 FEA 시뮬레이션 속도를 가속화하기 위한 고유한 알고리즘이 포함되어 있으며, 이 알고리즘은 자기 룩업 테이블(Magnetic Look-up Tables, MLUT)과 추론/보간 기법을 결합하여 사용됩니다. FEA 기반 MLUT(Magnetic Look-Up Table, 자기 룩업 테이블)는 전류 구동 또는 전압 구동 시뮬레이션 워크플로에서 자기력과 구조 모드 간 상호작용을 정확하게 예측하는 데 사용될 수 있으며, 초기 설계 단계에서 사용할 수 있는 빠른 자기 모델을 보완합니다.

이러한 정확한 자기 모델은 **전기 또는 전자기 설계 엔지니어**가 전기기계의 자기 회로 지오메트리를 반복하는 데 사용할 수 있습니다. 자기력이 MLUT(Magnetic Look-Up Table, 자기 룩업 테이블) 내부의 여러 동작 지점에서 특성화되면 기계 엔지니어 또는 NVH 엔지니어가 이 MLUT를 사용하여 가변 속도에 의한 e-NVH 계산을 수행할 수 있습니다. 구조 설계를 반복할 때 이 MLUT(Magnetic Look-Up Table, 자기 룩업 테이블)를 재사용하여 자기 소음 및 진동 수준에 대한 기계 설계 반복 작업을 빠르게 할 수 있습니다.

[유한 요소 자기 모델](/ko/media/19775)

(Manatee Simulation P4)빔 요소 모델

(Manatee Simulation HL4)빔 요소 모델

Manatee e-NVH 소프트웨어는 **고정자 요크/치형 시스템용 빔 요소 모델**을 사용하여 전자기 하중 하에서 진동 수준을 평가하는 **고속의 구조 역학 모델**을 제공합니다. 이 모델은 전기 구동 장치의 개념 설계 단계에서 구조적 공진을 피하고 고정자의 진동 및 소음 수준을 빠르게 평가하는 데 특히 유용합니다. 이는 고정자 치형의 굽힘과 반경 방향 및 원주 방향 힘의 영향을 고려하므로 내부에 회전자가 있는 기기에 적합합니다. **전기 및 기계 엔지니어는** 이 모델을 사용하여 자기 회로를 최적화하고 고유 주파수를 추정할 수 있습니다. 상세 설계 단계에서 Manatee의 3D 모달 기반 불러오기 기능과 상세한 CAD 모델을 사용하여 계산을 구체화할 수 있습니다.

[빔 요소 모델](/ko/media/19778)

(Manatee Simulation P5)유한 요소 구조 모델

(Manatee Simulation HL5)유한 요소 구조 모델

Manatee e-NVH 협업 플랫폼에서는 회전자, 고정자, 하우징, 기어박스, 구동계, 베어링과 같은 부품을 포함한 전기 구동 장치의 3D FEA 기계 모델을 사용하여 상세한 계산을 수행할 수 있습니다. 이 상세 모델링은 빠른 해석을 가능하게 하며, 빔 요소 모델보다 더 현실적인 모드를 제공하여, E-NVH 계산의 공차와 오류를 고려하는 데 있어 매우 중요한 역할을 합니다.

Manatee는 SIMULIA Abaqus와 같은 타사 3D FEA 소프트웨어에서 모달 기반(modal basis)을 불러오고 고유의 전처리 과정을 수행하여 **e-NVH 계산 시간**을 줄일 수 있습니다. 자기 회로의 수정으로 불러온 모달 기반(modal basis)이 변경되지 않는다면, 불러온 모달 기반(modal basis)은 가변 속도 시뮬레이션이나 파라미터 스윕 시에 다시 사용될 수 있습니다.

3D FEA 모델에 **센서**를 포함하여 특정 영역의 진동 수준을 추출하고 가속도계 측정과 비교하거나 NVH 요구 사항에 따라 x, y, z 방향의 노드 진동을 평가하기 위한 센서를 포함할 수 있습니다. 기계 엔지니어가 3D 기계 FEA 모달 기반(modal basis)을 불러오면 전기 엔지니어가 전자기 모델 적용하거나 NVH 엔지니어가 가변 속도 요구 사항 검사에 이를 사용할 수 있습니다.

[유한 요소 구조 모델](/ko/media/19777)

(Manatee Simulation P6)빠르고 정확한 준해석적 음향 모델

(Manatee Simulation HL6)빠르고 정확한 준해석적 음향 모델

Manatee e-NVH 소프트웨어에는  다양한 설계 단계에서 사용할 수 있는 전기 장비 음향 방사를 빠르고 정확하게 반영할 수 있는 준해석적 모델이 포함되어 있으며, 이는 다양한 설계 단계에서 사용할 수 있습니다.

초기 설계 단계에서 상세한 CAD 모델이 없을 경우, 외부 구조(고정자 또는 회전자)의 준해석적 방사 인자 모델이 등가 원통 쉘 모델을 기반으로 제안됩니다. 세부 설계 단계에서 Manatee가 복잡한 3D FEA 모델을 사용할 때는 해석 ERP(등가 복사 전력) 모델을 사용하여 음향 전력 수준을 빠르게 평가할 수 있습니다.

**전기 엔지니어**는 초기 설계 단계에서 등가 원통형 쉘 모델을 사용하여 적층 권선 어셈블리의 주요 평면 내 굽힘 모드(또는 외부 회전기의 경우 자석 강철 어셈블리)에서 방사하는 음향 출력(Sound Power Level)을 확인할 수 있습니다. **기계 및 음향 엔지니어**는 등가 복사 전력 모델을 사용하여 자석 여기에 의한 음향 수준을 확인할 수 있습니다.

[빠르고 효율적인 준해석적 음향 모델](/ko/media/19779)

(Manatee Simulation C2)제조 공차를 포함한 견고한 설계

(Manatee Simulation P7)정적 및 동적 편심

(Manatee Simulation HL9)3D 정적 및 동적 편심

Manatee 소프트웨어는 기계적 공차로 인한 3D 정적 및 동적 편심의 전자기 소음과 진동 **수준**에 대한 영향을 평가합니다. 이 기능을 통해 구동측과 비구동측 모두에서 편심 수준 및 위치를 지정할 수 있습니다.

Manatee는 빠른 해석을 위해 **섭동 기법**을 사용하여 이러한 편심으로 인해 발생하는 기생 자기력을 추정할 수 있으므로 이는 공극 변형이 작은 경우에 적합합니다. 이 방법은 자기 조회 테이블(Magnetic Look-Up Table) 또는 타사 소프트웨어에서 불러온 공극 자속과 함께 적용할 수 있습니다.

섭동 기법은 편심이 고주파 자기력 고조파에 미치는 영향을 추정하는 데 도움이 되지만, H1에서의 불균형 자기력(Unbalanced Magnetic Pull)과 같은 일부 성분을 크게 또는 작게 반영할 수 있습니다. **기계 및 전기 엔지니어**는 이 기능으로 3D 편심의 영향을 계산하여 기계적 공차의 과소 측정을 피하고 다양한 전기기계의 e-NVH 순위를 확실하게 선정할 수 있습니다. Manatee에서 3D FEA 기계 모델을 사용할 때는 편심 효과를 모델링하여 기생 불균형 자기력과 해당 구성 요소의 구조 전달 및 공기 전달 소음에 대한 기여도를 고려하는 것이 좋습니다.

[3d 정적 동적 편심](/ko/media/19782)

(Manatee Simulation p8)불균일한 공극

(Manatee Simulation HL7)불균일한 공극

Manatee 소프트웨어는 기계적 공차로 인한 불균일한 보어 반경의 전자기 소음 및 진동 수준에 대한 영향을 평가합니다. 사용자는 타원형 변형과 같은 패턴과 그 크기를 공극 폭에 대한 상대적인 값으로 지정할 수 있습니다. Manatee는 빠른 해석을 위해 공극 자속 밀도에 **섭동 기술**을 사용하여 3D 편심으로 인해 발생하는 기생 자기력을 추정합니다. 이 방법은 공극 변형이 작은 경우(공극 너비의 최대 15%)에 효과적이며, 자기 조회 테이블 또는 타사 소프트웨어에서 불러온 공극 자속과 함께 사용할 수 있습니다.

섭동 기술은 **기계 엔지니어**가 소음 및 진동에 불균일한 공극이 미치는 영향을 평가하도록 하여 기계적 공차의 과소 측정을 방지합니다. 또한 **전기 엔지니어**가 고정자 변형이 소음 수준에 미치는 영향을 고려하여 다양한 기계의 e-NVH 순위를 확실히 선정할 수 있게 합니다. 공극 불균일 문제는 분할, 용접 또는 조립 등의 제조 과정에서 생길 수 있습니다.

[불균일한 공극](/ko/media/19780)

(Manatee Simulation p9)불균일한 자화

(Manatee Simulation HL8)불균일한 자화

Manatee 소프트웨어는 제조 또는 어셈블리 공차로 인한 불균일한 자화가 전자기 소음 및 진동 수준에 미치는 영향을 평가할 수 있습니다. 모든 자석에 대해 무작위 교란을 설정할 수 있으며, 각 극의 각 자석에 대해 사용자 정의를 할 수 있습니다.

영구 자석의 여기는 제조 과정에서의 변형, 동작점에서의 온도 차이, 슬롯 내 위치 차이로 인해 균일하지 않을 수 있습니다.

이 기능은 **전기 엔지니어가** 불균일한 자화가 전자기 소음과 진동에 미치는 영향을 계산할 수 있게 해줍니다. 이를 통해 잔류 자속 공차 값의 과소 측정을 방지할 수 있습니다. 불균일한 자화는 영구 자석 회전자 외부의 자기장 측정으로 고려할 수 있습니다.

이 기능은 또한 **전기 엔지니어**가 다양한 전기기계의 e-NVH 순위를 확실히 선정할 수 있게 합니다. "전기기계 A"는 불균일한 자화가 없는 "전기기계 B"보다 소음이 클 수 있지만, 2%의 불균일한 자화가 있을 경우 그 반대일 수 있습니다.

[불균일한 자화](/ko/media/19781)

(SIMULIA Simulation in Manatee FAqs) Manatee 시뮬레이션에 대한 FAQ

Manatee에서 동시에 여러 시뮬레이션을 실행할 수 있습니까?

Manatee는 컴퓨터의 사용 가능한 로컬 코어를 사용하여 연산을 병렬화하고 속도를 높입니다(Manatee 2025x 표준 라이선스에서 최대 20개의 코어). 그렇다고 해서 GUI 내에서 여러 가지 가변 속도에 의한 e-NVH 시뮬레이션을 동시에 실행할 수는 없습니다. e-NVH 작업이 실행 중일 때는 새로운 시뮬레이션을 설정하거나 다른 시뮬레이션의 결과를 후처리할 수 있습니다. "배치 모드" 옵션을 사용하면 스크립트 모드에서 여러 시뮬레이션을 동시에 실행할 수 있습니다(Manatee 2025x 표준 라이선스의 경우 최대 20개 작업).

Manatee는 기어 와인(gear whine)의 소음 계산을 포함할 수 있습니까?

Manatee에는 기어 내부의 마찰력으로 인한 기어 와인(gear whine)에 대한 해석 기능이 포함되어 있지 않습니다. 이 해석은 SIMULIA Simpack과 Wave6을 결합하여 수행할 수 있습니다. Manatee에 기어 와인(gear whine)을 불러와서 자기 및 기계 소음을 결합한 해석을 수행할 수 있습니다.

Manatee는 불균형 자기력(UMP, Unbalanced Magnetic Pull)을 고려할 수 있습니까?

Manatee는 불균형 자기력(UMP, Unbalanced Magnetic Pull)이 자기 소음과 진동에 미치는 영향을 포함할 수 있습니다. 불균형 자기력(UMP, Unbalanced Magnetic Pull)은 편심 또는 자기적으로 불균형한 기계로 인해 발생할 수 있습니다.

Manatee에 기계 FEA 솔버가 포함되어 있습니까?

Manatee 2025x에는 고정자 스택과 동일한 원통형 쉘을 기반으로 하는 2D 해석 기계 모델, 고정자의 빔 요소 모델인 2D 기반의 준해석적 모델, 타사 3D FEA 기계 소프트웨어에서 불러올 수 있는 모달 기반의 세 가지 기계 모델이 있습니다. Manatee에는 기계 FEA 솔버가 포함되어 있지 않지만, 불러온 모달 기반을 사용하여 모달 확장 계산이 가능합니다. 이 모달 기반에는 회전자 및 고정자, 샤프트, 기어 및 기어박스, 하우징, 베어링 등의 여러 구성 요소가 포함될 수 있습니다.

Manatee는 타사 기계 소프트웨어의 기계 모델을 불러올 수 있습니까?

Manatee 2025x를 사용하면 Abaqus를 비롯한 일반적인 3D FEA 기계 소프트웨어의 모달 기반을 불러올 수 있습니다. 모달 해석은 타사 FEA 소프트웨어에서 실행해야 합니다.

자기력은 구조 모델에 어떻게 적용됩니까?

Manatee 2025x 버전은 고정자 치 끝단 중앙에 집중하중(lumped force)을 가하여, 반경 방향과 원주 방향으로 전동 구동 모달 기반(modal basis)을 가진 시킵니다. 회전자 구조도 회전자의 표면에 방사 및 원주 방향의 힘을 가하여 가진됩니다.

Manatee를 트랜스포머 또는 인덕터의 자기 소음을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니까?

Manatee는 회전하는 전기 장비에 의해 발생하는 자기 소음 및 진동에 대한 평가 및 제어에만 집중합니다. 수동 부품의 E-NVH는 CST x Abaqus x Wave6 워크플로와 같은 다른 SIMULIA 솔루션을 사용하여 해석할 수 있습니다.

Manatee가 적층판의 비등방성/비선형성을 고려할 수 있습니까?

Manatee는 사용자가 별도의 소프트웨어(예: Abaqus)에서 설정한 3D FEA 기계 모델을 적용합니다. 만약 이 기계 모델에서 직교이방성(orthotropic) 특성이 정의되어 있다면, 해당 효과는 Manatee의 e-NVH 결과에 정확하게 반영됩니다. Manatee 소프트웨어에는 "e-NVH 코칭 시간"이라는 서비스 옵션이 있으므로, 구조물의 현실적인 구조 역학 동적 모델을 구축하는 방법에 대한 조언이 필요한 경우 SIMULIA Manatee의 컨설팅 경험을 바탕으로 지원을 요청할 수 있습니다.

Manatee GUI에서 3D FEA 기계 모델을 편집할 수 있습니까?

Manatee는 기계 FEA 모델에 대한 별도의 편집 기능을 제공하지 않습니다. 전동기의 3D FEA 기계 모델은 기계 엔지니어에 의해 구조 전용 시뮬레이션 제품에서 준비되어야 하며, 선형화(linearization)를 통해 모달 기반(modal basis)을 생성한 다음에 Manatee로 가져와야 합니다.

자기 소음과 진동에 영향을 미치는 결함이나 비이상적인 요소는 무엇입니까?

Manatee는 정적, 동적, 병렬 또는 기울어진 편심뿐 아니라 불균일한 공극(전자기장의 섭동 모델 사용)을 모델링할 수 있습니다. 불균일한 자화 및 비정현파 전류 파형도 모델링할 수 있습니다. 또한 불균형 전류를 불러와 e-NVH에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.

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[Manatee의 모델링](/ko/products/simulia/manatee/modeling)

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[고급 e-NVH 해석](/ko/products/simulia/manatee/advanced-e-nvh-analysis)

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