안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 콩코드 여객기는 왜 앞부분이 꺾여 있나요??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.초음속 비행기 콩코드 여객기는과거에 유럽에서 대서양을 건너 미국 까지도 운행했던 이력이 있습니다만실질적으로 경제성이 너무 떨어져 사장되어 버린 비행기 형식인데요.콩코드 여객기는 엔진 외관도 특이하지만 특히 기체의 앞부분이 부리처럼 꺾인 것 또한 대단히 특이합니다.관련 이유를 정리해 보면1. 시야 확보와 기체 자세 유지시야 확보: 콩코드의 앞부분이 꺾인 것은 주로 조종석의 시야를 확보하기 위함입니다. 기체의 기울기 각도가 크게 되면 앞쪽에 아무 것도 보이지 않게 되는데, 이를 해결하기 위해 드롭 스누트(Droop Snoot) 형태를 채택했습니다. 이는 기체의 앞부분을 꺾어 조종석의 시야를 확보하는 방식입니다2. 기체 자세 유지기체 자세 유지: 콩코드는 높은 고도에서 음속의 두 배 속도(마하 2)를 달성해야 하므로, 기체의 기울기 각도를 크게 유지해야 합니다. 이는 날개의 후퇴각이 일반적인 비행기보다 상당히 크기 때문에, 양력 생성에 불리합니다. 이를 해결하기 위해 드롭 스누트를 사용하여 기체의 기울기 각도를 유지하며, 착륙 시에는 12.5도, 이륙 시에는 5도로 노즐을 내려줍니다3. 기술적 필요성기술적 필요성: 콩코드의 디자인은 초음속 비행을 위한 최적화된 형태입니다. 긴 기수 부분은 날개의 후류를 만들어 양력 생성을 도와주지만, 이로 인해 전방 시야가 가려질 수 있습니다. 따라서, 드롭 스누트를 사용하여 이러한 문제를 해결하고, 기체의 기울기 각도를 유지하는 것이 필요했습니다이러한 이유들로 볼 때, 콩코드의 앞부분이 부리처럼 꺾인 것은 시야 확보와 기체 자세 유지, 그리고 기술적 필요성 때문입니다.
기계공학
Q. 기계공학에서 일을 함에 따라서 중요한 기술이나 필요한 자격증은 어떤게 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학은 기본적으로4대역학을 기본으로 해서 기계시스템이 어떻게 가동되는 지 , 기계에 사용되는 적절한 재료는 어떤 것이 좋은지에 대해배우는 학문입니다.따라서 기계공학은 다른 학문에 비해 배워야할 학문이 엄청나게 많은 분야이지요.기계공학 분야에 종사하기 위해 필수적인 자격증 및 중요한 기술 및 역량에 대해최대한 간단하게 정리해보면1. 필수적인 자격증기계공학 학위: 기계공학 전공의 학사 학위(BE 또는 BTech)가 기본적인 자격입니다. 고급 학위(MTech 또는 MS)도 경력 발전과 전문 지식을 높이는 데 도움이 됩니다자격증: HVAC, 로보틱스, CAD/CAM 소프트웨어와 같은 특정 기술에 대한 자격증을 취득하는 것이 유용합니다. 예를 들어, Autodesk Certified User in AutoCAD, SolidWorks Certified Professional 등이 있습니다2. 중요한 기술기계 설계: 기계 시스템을 설계하고 최적화하는 능력은 필수적입니다. CAD 소프트웨어(예: AutoCAD, SolidWorks)와 유한 요소 분석(FEA) 기술을 활용하여 시스템의 동작을 예측하고 최적화합니다유체 역학 및 열 역학: 유체와 열의 원리를 이해하여 시스템의 열 전달, 유체 흐름, 및 에너지 변환을 분석하고 최적화합니다. 이는 엔진, 냉각 시스템, 히팅 시스템 등에 적용됩니다동역학: 기계 시스템의 움직임과 동역학적 문제를 해결하는 능력은 중요합니다. 이는 로봇의 움직임 최적화, 기계 시스템의 진동 문제 해결 등에 사용됩니다3. 중요한 역량문제 해결 능력: 기계공학 문제를 분석하고 해결하는 능력은 필수적입니다. 이는 고객의 요구사항을 이해하고, 설계를 조정하며, 프로토타입을 테스트하는 데 필요합니다의사소통 능력: 기계공학 제품을 설명하고, 고객과 협력하는 능력은 중요합니다. 이는 정확하고 명확하게 자신의 생각을 전달하는 데 필요합니다팀워크 및 프로페셔널 정신: 다른 부서의 구성원들과 함께 일하는 팀워크와 프로페셔널 정신이 필요합니다. 이는 다양한 컴퓨터 프로그램과 소프트웨어 응용 프로그램을 사용하는 데 도움이 됩니다4. 추가적인 기술컴퓨터 지원 제조(CSM) 및 컴퓨터 지원 설계(CSD): 다양한 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 제조 및 설계 과정을 자동화하는 능력은 중요합니다소프트웨어 기술: 마이크로 소프트 엑셀, VBA, 유한 요소 분석 소프트웨어 등 다양한 소프트웨어를 사용하는 경험이 필요합니다
기계공학
Q. 기계공학 전공자가 경력에 따라 연봉 상승률은 많이 높은 편인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야 종사자로서 전공자는 비전공자에 비해 유리한 면이 있긴합니다만비전공이라 하여도 종사하면서 본인의 역략을 키워나간다면 그에 따른 연봉상승도 무시할 수 없습니다.일단 일반적인기계공학 분야의 전공자들의 경력에 따른 연봉 인상률은 다음과 같이 나타납니다1. 초봉초봉 범위: 기계공학 전공자의 초봉은 일반적으로 3,000 만원에서 5,000 만원 사이로 시작합니다. 미국에서는 대졸자 초봉이 7만 3100달러에서 7만 8000달러 사이로 시작할 수 있습니다2. 경력 발전경력 발전: 경력 발전에 따라 연봉은 상승합니다. 일반적으로 5년 후에는 18만~100억 VND(호치민시 기준) 또는 100K ~ 150K 달러(미국 중부지역 기준)까지 연봉이 상승할 수 있습니다경력별 연봉: 경력별로 연봉은 다음과 같이 상승합니다:5년 이내: 3,000 만원에서 6,000 만원 사이10년 이내: 6,000 만원에서 10,000 만원 사이15년 이상: 10,000 만원 이상3. 지역별 차이미국: 미국의 경우, 샌프란시스코 지역의 Senior급 연구원은 180K ~ 200K 달러의 연봉을 받을 수 있으며, 중부지역에서는 100K ~ 150K 달러의 연봉을 받을 수 있습니다호치민시: 호치민시의 경우, 기계공학 전공자의 초봉은 월 평균 약 12만 VND이며, 5년 후에는 18만~100억 VND까지 연봉이 상승할 수 있습니다4. 연봉 상승률연봉 상승률: 연봉 상승률은 일반적으로 2~3% 정도로 나타납니다. 이는 기본급 5천대 후반에 인센티브를 포함하여 3~400만원 정도로 나타납니다
기계공학
Q. 에너지 효율을 높이는 것이 중요하다고 하던데 기계공학에서는 이를 위해서 어떤 기술을 활용하고 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야에서 에너지 효율을 극대화시키기 위해 다양한 기술들이 적용되고 있습니다. 1. 기기 효율 향상전동기 효율 향상: 전동기 효율을 높이는 기술 개발이 진행 중입니다. 고효율 전동기를 의무적으로 생산 및 판매하도록 최저효율제 정책을 시행하고 있으며, 유도전동기 외에 새로운 유형의 가변속 전동기도 개발하여 출시하고 있습니다유체기계 효율 향상: 유체기계(팬, 펌프, 압축기 등)도 설계 용량 이하의 부분부하 운전 영역에서 고효율 성능 확보를 위한 가변익 혹은 가변속 제어 기술 개발이 추진 중입니다2. 시스템 최적화에너지 회수 시스템: 열 회수 장치를 사용하여 공정에서 발생하는 열을 회수하여 다시 활용함으로써 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다스마트 그리드: 스마트 그리드 기술을 통해 실시간으로 에너지 수요와 공급을 조절하고, 에너지 손실을 최소화하는 방안을 연구하고 있습니다3. 대기 오염 제어스크럽버 기술: 연소 공정에서 발생하는 유해 가스를 흡수하여 처리함으로써 대기 오염을 줄일 수 있는 스크럽버 기술이 있습니다히트펌프 기술: 고온 공급 히트펌프의 경우 현 기술 수준은 최대 약 165℃로써 스팀 생산 등의 산업 공정에 활용될 수 있으나, 200℃ 이상의 온도를 작동영역으로 포함시키기 위해서는 새로운 접근이 필요합니다. 또한, 저온 공급 히트펌프 시스템은 극저온 분야에 대응하기 위한 고효율 사이클 설계와 기술 개발이 진행 중입니다4. 재생 가능 에너지신재생 에너지 저장 기술: 신재생 에너지 저장 기술은 신재생 에너지의 안정적 활용을 도모하고 있습니다. 배터리, 열 저장 시스템, 압축 공기 저장장치 등의 기술이 신재생 에너지의 안정적인 공급을 도와 환경 보호에 기여합니다5. 친환경 자동차 기술전기 자동차 및 수소 연료 전지 차량: 화석 연료 대체와 대기 오염 감소를 위해 중요하며, 전기 자동차, 수소 연료 전지 차량 및 하이브리드 자동차 등의 기술이 있습니다
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Q. 기계공학이 에너지 산업에 미치는 영향은 어느정도 이나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학은 현대 사회에서 영향력이 미치지 않는 곳이 거의 없을 정도이지만에너지 산업에 있어서도 매우 큰 영향을 미치고 있습니다. 관련된 부분들을 간단히 정리해 보면1. 에너지 효율 향상기기 효율 향상: 기계공학은 전동기, 유체기계, 조명기기와 같은 에너지 다소비 기기의 효율을 높이는 기술 개발을 통해 에너지 효율을 극대화하고 있습니다. 선진국들은 고효율 전동기를 의무적으로 생산 및 판매하도록 최저효율제 정책을 시행하고 있습니다시스템 최적화: 기계공학은 시스템 최적화를 통해 운전 효율을 향상시키는 기술을 개발하고 있습니다. 이는 에너지 손실을 최소화하고, 에너지 사용 패턴을 분석하여 효율적인 에너지 관리를 가능하게 합니다2. 재생 가능 에너지 기술태양광, 풍력, 수력 발전: 기계공학은 재생 가능 에너지 기술을 활용하여 지속 가능한 전력원을 개발하고 있습니다. 태양광 발전, 풍력 터빈, 수력 발전 시스템 등이 환경 친화적이고 에너지 독립성을 증진시키며, 경제적 이점도 제공합니다에너지 저장 시스템: 기계공학은 배터리 저장 시스템, 양수 수력 발전 저장, 스마트 그리드 기술 등을 통해 안정적이고 탄력적인 재생 에너지 시스템을 구현하고 있습니다. 이는 에너지 저장 및 그리드 통합을 위한 혁신적인 솔루션을 제공합니다3. 에너지 관리스마트 그리드: 기계공학은 스마트 그리드 기술을 통해 실시간으로 에너지 수요와 공급을 조절하고, 에너지 손실을 최소화하는 방안을 연구하고 있습니다. 이는 에너지 효율을 극대화하고, 에너지 관리를 더 효율적으로 가능하게 합니다에너지 저장: 기계공학은 에너지 저장 시스템을 개발하여 재생 가능 에너지를 효과적으로 관리하고, 에너지 저장 시스템을 효과적으로 운영할 수 있도록 돕습니다. 이는 에너지 독립성을 증진시키고, 경제적 이점을 제공합니다4. 지속 가능한 발전탄소중립 달성: 기계공학은 탄소중립 달성을 위한 방안으로 신재생 에너지와 에너지 효율 향상 중심의 온실가스 배출 감축을 추진하고 있습니다. 이는 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 기후 변화의 영향을 완화하는 데 기여합니다환경 친화적 기술: 기계공학은 환경 친화적이고 에너지 효율적인 기술을 개발하여 환경 오염을 줄이고, 지속 가능한 발전을 위한 필수적인 역할을 합니다. 이는 냉난방 시스템의 효율성을 개선하고, 기계 시스템의 에너지 소비를 줄이는 데 기여합니다
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Q. 인공지능에 관련된 기계공학 기술과 접목된 대표적인 사례가 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 기술과 인공지능의 융합의 대표적인 사례는 최근의 주류적 흐름이며 대단히 밀점한 관계를 가지고 있습니다관련 사례를 나열하면1. 자율 주행 차량기계적 인공 지능(Mechanical AI): 자율 주행 차량은 기계공학의 전통적인 접근과 인공 지능의 혁신적인 기술을 융합하여 개발되었습니다. 레이더, 카메라, 라이다 등의 센서 데이터를 수집하고 머신러닝 알고리즘을 통해 주변 환경을 인식하여 차량이 스스로 주행 결정을 내릴 수 있게 합니다2. 제조업 자동화인공지능 기반 로봇: 제조업에서는 인공지능을 활용한 자동화 시스템이 생산 공정을 최적화하고 비용을 절감하는 데 큰 역할을 합니다. 예를 들어, 자동차 조립 라인에서는 로봇이 차체의 조립, 용접, 페인팅 등의 과정을 자동화하여 생산성을 대폭 향상시키고 있습니다3. 의료 로봇정밀 수술 시스템: 의료 분야에서는 인공지능 기반의 로봇 수술 시스템이 환자의 회복 시간을 단축시키고 수술의 정확도를 높이는 데 기여합니다. 예를 들어, 정밀한 로봇 수술 시스템은 의사들에게 판독 보조를 제공하여 질병을 더 정확하게 진단할 수 있게 도와줍니다4. 스마트 팜작물 관리 로봇: 스마트 팜에서는 로봇이 작물의 성장 상태를 모니터링하고 수확하는 등의 작업을 자동으로 처리합니다. 이는 작물 재배와 농작업을 자동화하여 생산성을 높이고 농부의 노동 부담을 줄입니다5. 건설업 안전성 향상스마트 건설 로봇: 건설업에서는 스마트 로봇 시스템이 안전성과 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 로봇이 건설 현장에서 위험한 작업을 대신 수행함으로써 작업자의 안전을 보장하고 공사 기간을 단축할 수 있습니다. 또한, 건물의 구조를 스캔하여 잠재적인 위험 요소를 탐지하고 예방할 수 있습니다위와같은 사례들을 볼 때기계공학 기술과 인공지능의 융합이 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 가져오고 있으며, 생산성, 안전성, 효율성을 크게 향상시키고 있습니다.물론 그에 따른 여러가지 부작용 들도 발생되고 있기에정치적 사회적으로 그에 대한 보완책 또한 같이 발전해야 할 과제로 부각되고 있습니다
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Q. 기계공학 기술이 로봇산업에는 어떤 영향을 끼치나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 기술이 로봇 산업에 미치는 영향력은 엄청나게 다양합니다간단히 나열해 보면1. 로봇의 설계 및 제어기계 설계: 로봇의 설계는 기계공학의 기본 원리와 기술을 기반으로 합니다. 로봇의 구조, 운동 방식, 그리고 제어 시스템은 모두 기계공학의 지식과 기술을 필요로 합니다. 이는 로봇이 정밀하고 효율적으로 작동할 수 있도록 합니다제어 시스템: 로봇의 제어 시스템은 컴퓨터 과학과 기계공학의 융합으로 개발됩니다. 센서 기술, 액추에이터 기술, 그리고 고성능 컴퓨팅 파워가 로봇의 자율 동작과 제어를 가능하게 합니다2. 로봇의 산업적 응용제조업: 로봇은 제조업에서 특히 중요한 역할을 합니다. 로봇은 생산 공정을 자동화하고, 고도화된 작업을 수행하여 생산성을 향상시키고 비용을 절감합니다. 예를 들어, 자동차 조립 라인에서는 로봇이 복잡한 부품들을 정확하게 조립하거나 용접하는 등의 작업을 담당합니다의료: 로봇은 의료 분야에서 환자 치료와 수술 보조에 사용됩니다. 로봇은 의사들에게 판독 보조를 제공하여 질병을 더 정확하게 진단할 수 있게 도와주고, 수술을 보조하여 환자의 치료 효과를 향상시킵니다농업: 로봇은 농업 분야에서 작물 수확, 심기, 모니터링에 사용됩니다. 로봇은 자동화된 작물 재배와 농작업을 수행하여 생산성을 높이고 농부의 노동 부담을 줄입니다3. 로봇의 기술적 발전인공지능(AI)과 기계 학습: 로봇의 기술적 발전은 인공지능(AI)과 기계 학습의 발전에 크게 기여하고 있습니다. AI는 로봇이 자동적으로 행동을 학습하고, 복잡한 문제를 해결하며, 심지어 사람처럼 사고하는 능력을 갖추게 해 줍니다. 기계 학습 알고리즘은 대용량 데이터를 처리하고 패턴을 찾아내는 데 사용되며, 이를 통해 로봇은 스스로 경험을 통해 배울 수 있습니다센서 기술: MEMS, 광학, 압전 등 다양한 센서 기술의 발전 덕분에 로봇이 전방위의 환경 감지 능력이 강화되었습니다. 이는 로봇이 다양한 환경에서 작동할 수 있도록 해 주며, 정밀한 제어 성능을 향상시킵니다
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Q. 기계공학 전공하고 나서 석사, 박사 학위까지 따고 실무에 가게 되면 대략적으로 연봉이 얼마나 되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야에서 박사학위까지 수료 후 실무 종사 시 일반적 연봉은 차이는 있겠습니다만일반적인 경우로 나타내본다면1. 국내 박사 초봉대기업: 대기업에서 근무하는 경우, 초봉은 약 4,000 만원에서 5,000 만원 사이로 시작할 수 있습니다연구소: 연구소에서 근무하는 경우, 초봉은 약 4,000 만원에서 5,000 만원 사이로 시작할 수 있습니다중소기업: 중소기업에서 근무하는 경우, 초봉은 약 3,000 만원에서 4,000 만원 사이로 시작할 수 있습니다2. 미국 박사 초봉기계공학 박사: 미국에서 기계공학 박사로 취직하는 경우, 초봉은 약 13-15 만 달러 정도로 시작할 수 있습니다. 경력 발전을 통해 연봉은 25 만 달러 이상으로 상승할 수 있습니다지역별 차이: 샌프란시스코 지역에서는 Senior급 연구원으로 180K ~ 200K의 연봉을 받을 수 있으며, 중부지역에서는 100K ~ 150K의 연봉을 받을 수 있습니다3. 연봉 비교국내 vs. 미국: 국내와 미국의 연봉 비교 시, 미국의 연봉은 한국의 연봉보다 높지만, 생활비 및 렌트비를 고려할 때 실제 생활비는 비슷하거나 조금 더 높을 수 있습니다이 같은정보를 통해 기계공학 분야에서 박사학위까지 수료 후 실무 종사 시 일반적 연봉은 대략적으로 4,000 만원에서 5,000 만원 사이로 시작하며, 경력 발전을 통해 연봉은 상승할 수 있습니다
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Q. 기계공학에서 사용 하는 컴퓨터 프로그램은 어떤 것들이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야에서 사용되는 프로그램은 수없이 많습니다만말씀대로 설계 분야에서 주로 사용하는 프로그램에 대해 열거해 보자면.1. CAD 프로그램Autodesk AutoCAD: 2D 도면 작성과 3D 모델링을 위한 대표적인 CAD 프로그램입니다. 기계 설계에서 기본적인 도면 작성과 모델링을 지원합니다SolidWorks: 3D 모델링과 조립/분해/렌더링을 강력하게 지원하는 프로그램으로, 기계 설계에서 유용합니다. CAE 기능도 포함되어 있어 구조 해석 및 시뮬레이션도 가능합니다Autodesk Inventor: 2D 및 3D 모델링, 조립, 렌더링을 지원하며, CAM(CNC 밀링, 터닝)과 CAE 기능도 포함되어 있습니다. 기계 설계에서 다양한 기능을 제공합니다2. CAE 프로그램Autodesk Fusion 360: CAD, CAM, CAE를 통합한 프로그램으로, 기계 설계에서 모델링, 시뮬레이션, 검증, 최적화를 지원합니다. FEA, CFD, MBD 등 다양한 해석 기능을 제공합니다Hexagon CAE 소프트웨어: 유한 요소 해석(FEA), 전산 유체 역학(CFD), 다물체 동역학(MBD) 등 다양한 해석 기능을 제공하여 제품 및 프로세스 성능을 시뮬레이션하고 비용 추정 및 설계 최적화를 지원합니다Siemens Simcenter: 다분야 간 설계 탐색, 엔지니어링 시뮬레이션, 테스트를 지능형 보고 및 데이터 분석과 통합해 실제 제품 동작을 예측하도록 지원합니다. 유체 및 열 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 복잡한 유체 역학 문제를 가상으로 예측할 수 있습니다3. CAM 프로그램CAM 도구: CAM은 프로그램을 사용하여 제조 프로세스 자동화를 지원하는 것을 의미합니다. 일반적으로 2.5축~5축 CNC 밀링, 터닝 및 밀-턴에 대한 도구 경로를 생성하는 데 사용됩니다. 이는 기계 설계에서 실제 제조 프로세스를 지원합니다위와같은프로그램들은 기계공학 분야에서 설계, 시뮬레이션, 제조 프로세스를 지원하는 데 필수적인 도구로 사용됩니다
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Q. 기계공학에서 주로 시뮬레이션을 돌리기 위해서 사용되는 프로그램은 어떤것들이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야에서 시뮬레이션에 주로 사용되는 프로그램에 대해 열거해 보자면1. Autodesk FusionCAE 기능: Autodesk Fusion은 CAE(Computer-Aided Engineering) 도구로, 시뮬레이션, 응력 해석, 열 해석 및 유체 흐름 해석을 포함하여 광범위한 CAE 기능을 제공합니다. 이는 엔지니어와 설계자가 실제 제작에 앞서 설계의 동작을 시뮬레이션하고 분석함으로써 성능을 최적화하고 비용을 절감할 수 있습니다2. Altair시뮬레이션 기반 설계: Altair의 시뮬레이션 기반 설계는 엔지니어가 설계 반복과 프로토타입 테스트를 줄일 수 있도록 돕습니다. 이는 구조 최적화 및 시뮬레이션 기반 설계를 통해 상세한 가상 제품 검증, 단순화된 모델링 워크플로우, 고급 고충실도 모델 제작을 제공합니다3. SIMULIA유한 요소 해석(FEA): SIMULIA는 다양한 응용 분야에서 구조를 해석하는 데 사용할 수 있는 시뮬레이션 기술을 개발합니다. 유한 요소 해석(FEA)을 통해 제품과 어셈블리의 동작을 파악하고, 설계가 예상대로 작동하는지 확인하며, 성능을 개선할 수 있는 방법을 찾을 수 있습니다. Abaqus, fe-safe, Tosca Structure 등 다양한 기술이 포함되어 있습니다4. Ansys다중물리 기반 시뮬레이션: Ansys의 엔지니어링 시뮬레이션 및 3D 설계 소프트웨어는 탁월한 확장성과 통합된 다중물리 기반을 갖춘 제품 모델링 솔루션입니다. CFD Fluids는 유체 역학을 시뮬레이션하여 최적화된 성능을 위한 엔지니어링 솔루션을 개선하며, 구조 분석 및 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 강력한 구조 해석을 제공합니다5. Siemens Simcenter유체 및 열 시뮬레이션: Siemens Simcenter는 다분야 간 설계 탐색, 엔지니어링 시뮬레이션, 테스트를 지능형 보고 및 데이터 분석과 통합해 실제 제품 동작을 예측하도록 지원합니다. 유체 및 열 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 복잡한 유체 역학 문제를 가상으로 예측하고 인사이트를 제품 혁신으로 전환할 수 있습니다