제품 개발에서 가장 어려운 부분 중 하나는 눈에 보이지 않는 현상을 확인하는 일입니다.
공기는 어떻게 흐르는지, 열은 어디에 쌓이는지, 압력은 얼마나 떨어지는지, 구조물은 어느 부분에서 약해지는지, 전자기기나 회로는 안정적으로 작동하는지 실제 제품을 만들기 전에는 확인하기 어렵습니다.
특히 공조기, 덕트, 팬, 저장고, 항공기, 자동차처럼 공기 흐름이 성능에 직접 영향을 주는 제품은 겉모양만 보고 성능을 판단하기 어렵습니다.
겉으로는 단순한 구조처럼 보여도 내부에서는 유속, 압력, 온도, 난류, 와류, 입자 이동이 동시에 발생하기 때문입니다.
이런 보이지 않는 현상을 컴퓨터 안에서 미리 계산하고 검증하는 대표적인 엔지니어링 해석 도구가 Ansys입니다.
Ansys는 단순한 3D 설계 프로그램이 아닙니다.
제품이 실제 환경에서 어떻게 작동할지를 컴퓨터 안에서 미리 계산하고 검증하는 CAE (Computer-Aided Engineering, 컴퓨터 이용 공학 해석) 기반의 시뮬레이션 플랫폼입니다.
Ansys는 구조 해석, 유체 해석, 열 해석, 전자기 해석, 광학 해석, 디지털 트윈까지 폭넓게 다루는 글로벌 엔지니어링 시뮬레이션 기업으로 알려져 있습니다.
특히 2025년에는 반도체 설계 자동화 기업인 Synopsys가 Ansys 인수를 완료했습니다. 이 인수 규모는 약 350억 달러, 한화로는 환율에 따라 달라지지만 대략 53조 원 수준의 초대형 거래로 볼 수 있습니다. 또한 Synopsys는 Ansys와의 결합을 통해 반도체 칩 설계부터 완제품 시스템 해석까지 연결되는 약 310억 달러, 한화 약 47조 원 규모의 시장 기회를 목표로 한다고 밝혔습니다.
이 정도 규모만 보더라도 Ansys는 단순한 해석 프로그램 회사라기보다, 전 세계 제조·항공우주·자동차·반도체·전자·공조 산업에서 활용되는 글로벌 시뮬레이션 플랫폼이라고 볼 수 있습니다.
Fluent는 공기와 물의 흐름을 해석하는 대표적인 CFD 프로그램입니다. 하지만 Ansys 전체로 보면 Fluent 하나만 있는 것이 아닙니다.
구조 강도를 해석하는 Mechanical, 전자파와 안테나를 해석하는 HFSS, 모터와 자기장을 해석하는 Maxwell, 전자제품의 열 문제를 보는 Icepak, 빠른 설계 검토를 위한 Discovery, 실제 장비 데이터를 연결하는 Twin Builder, 렌즈와 빛의 경로를 분석하는 Optics 등 다양한 모듈이 함께 구성되어 있습니다.
쉽게 말하면 Ansys는 제품을 만들기 전에 구조, 공기 흐름, 열, 전자기, 광학, 제어 시스템을 컴퓨터 안에서 먼저 검증하는 종합 엔지니어링 플랫폼입니다.
화성 무인기 이미지를 보면 단순히 드론이 날아가는 장면처럼 보이지만, 실제로는 훨씬 복잡한 공기 흐름이 숨어 있습니다.
로터가 빠르게 회전하면 아래 방향으로 강한 하강기류가 만들어지고, 이 바람은 화성 표면의 먼지를 들어 올립니다.
먼지가 어느 방향으로 퍼지는지, 착륙 다리 주변에 어떤 와류가 생기는지, 카메라나 센서에 영향을 줄 가능성은 없는지 확인해야 합니다.
특히 화성은 지구보다 대기가 매우 얇기 때문에, 로터 설계와 공기 흐름 분석이 더 중요합니다.
눈에 보이지 않는 공기의 움직임을 제대로 이해하지 못하면 비행 안정성, 착륙 안정성, 장비 보호까지 모두 영향을 받을 수 있습니다.
이런 보이지 않는 공기 흐름을 컴퓨터 안에서 미리 분석하는 대표적인 도구가 Ansys Fluent입니다.
Ansys Fluent는 CFD, Computational Fluid Dynamics, 즉 전산유체역학 해석 프로그램입니다.
쉽게 말하면 공기나 물이 어떤 방향으로 흐르고, 어디서 빨라지고, 어디서 막히고, 어디에서 와류가 생기는지를 컴퓨터로 계산해 주는 프로그램입니다.
화성 무인기처럼 로터 주변의 하강기류를 볼 수도 있고, 공조기 내부의 바람길, 덕트의 압력 손실, 저장고 내부 온도 분포, 열교환기의 냉각 성능까지 분석할 수 있습니다.
Ansys Fluent는 가상 풍동 환경도 구현이 가능합니다.
예전에는 제품을 직접 만들고, 바람을 불어넣고, 연기나 입자를 흘려보내야 흐름을 확인할 수 있었습니다.
하지만 Fluent를 사용하면 제품을 만들기 전에 컴퓨터 안에서 먼저 공기를 흘려볼 수 있습니다.
Ansys Fluent는 일반적인 설계 프로그램처럼 가볍게 사용하는 소프트웨어라기보다, 전문 엔지니어링 해석을 위한 고가의 CAE 프로그램입니다.
Fluent 프로그램 가격은 구성과 라이선스 조건에 따라 달라질 수 있지만, 실무 현장에서는 대략 1억 2천만 원 수준의 고가 소프트웨어로 알려져 있습니다. 여기에 해석 속도를 높이기 위한 HPC Pack (High Performance Computing Pack) 을 추가하면 비용은 더 올라갑니다.
HPC Pack은 쉽게 말해 여러 개의 CPU Core 를 동시에 사용해 해석 계산을 더 빠르게 수행할 수 있게 해 주는 옵션입니다. 지원되는 Core 개수와 라이선스 구성에 따라 다르지만, 이 역시 보통 수천만 원대의 추가 비용이 발생할 수 있습니다.
즉, Fluent는 단순히 프로그램만 설치한다고 끝나는 것이 아니라, 고성능 워크스테이션, HPC 라이선스, 해석 전문 인력까지 함께 필요한 전문 엔지니어링 환경이라고 볼 수 있습니다.
실제로 저는 다양한 유동해석을 통해 공기 살균 효과를 2배이상 높인 제품을 개발한 경험이 있습니다.
올해는 저온저장고 효율을 높이는데 유동해석 프로그램을 사용해 적용하려고 준비중입니다.
