기하커널(Geometry kernel) or 기하 모델링커널 (Geometric Modeling Kernel) 이란?
CAD/CAM/CAE 애플리케이션의 핵심 소프트웨어 엔진
수학적 알고리즘을 사용하여 복잡한 입체 형상의 3D 모델링, 생성, 조작 및 분석을 모두 처리하며, 커널은 사용자 명령(예: create fillet)과 화면에 표시되는 결과 형상 사이의 연결 고리 역할
Parasolid, ACIS, CGM과 같은 주요 커널은 수백 개의 설계 프로그램에 사용되어 Parametric modeling , (boolean) 불리언 연산(도형 결합/빼기), NURBS 곡면과 같은 기능을 구현하고 다양한 소프트웨어 간의 상호 운용성을 보장
중요 이유
핵심 엔진: 커널이 없으면 CAD 프로그램은 복잡한 설계 명령을 시각적인 3D 데이터로 처리할 수 없습니다.
기초: 서로 다른 CAD 애플리케이션은 동일한 커널을 사용할 수 있지만, 사용자 인터페이스와 고급 도구는 서로 다르게 제공될 수 있으므로 커널 선택은 소프트웨어 기능에 있어 중요한 요소
주요 특징
형상 생성 및 조작: 정확한 수학적 정의를 사용하여 3D 모델을 구축, 편집 및 수정
솔리드 모델링: 객체를 단순히 표면이 아닌 솔리드 볼륨(경계 표현 또는 B-rep)으로 정의
불리언 연산: 복잡한 덧셈, 뺄셈, 그리고 입체 도형 간의 교집합 연산을 수행
상호 운용성: 서로 다른 CAD 시스템(예: STEP 파일) 간의 기하학적 데이터 교환을 용이하게 함
피처 기반 모델링: 설계 이력 및 매개변수 변경 관리
커널의 예
Parasolid: (Siemens) SOLIDWORKS, NX, Solid Edge, Onshape, MicroStation 에서 사용 > 장점: 직접 모델링(Direct Modeling) 기능이 우수하고, 복잡한 디자인 변경에도 무결성을 유지하는 능력이 뛰어나며, 속도와 안정성이 높다
> 소프트웨어 통합 및 데이터 교환 표준 분야에서 선두를 달리며 시장에서 가장 널리 채택되는 커널로 남아 있음.
ACIS: (Spatial Corp) 과거에는 여러 프로그램에서 사용(기반)되었으며, 현재는 발전 중 > 초기에는 곡면 모델링 및 데이터 상호 운용성에 강점을 보였으며, AutoCAD, MicroStation 등 다양한 CAD 소프트웨어의 기반이 되었음 > 장점: 넓은 호환성과 강력한 서피스(곡면) 처리 능력, 데이터 변환 시 유연성 등이 특징
> 다양한 산업 분야와 맞춤형 CAD 솔루션을 개발하는 기업에 적합한 유연성과 다양한 옵션을 제공
CGM: (Spatial Corp) CATIA, 3DEXPERIENCE, Stäubli Robotics 에서 사용 > 특히 항공우주, 자동차 및 중장비 분야에서 맞춤형 CAD 솔루션과 복잡한 워크플로우를 필요로 하는 대규모 산업 기업을 위한 첨단 기술의 핵심 역할
Granite: (PTC) PTC의 Creo에 사용하며, 자체적인 독점 기술 피처 기반 모델링 및 상호 운용성 기능을 제공하여 STEP, IGES, ACIS 및 Parasolid와 같은 다양한 형식을 읽고 쓸 수 있음 데이터 교환을 위해Parasolid와 긴밀하게 통합되어 있으며, 다른 시스템과의 상호 운용성을 위해 공통의 중립 형식으로 ACIS(SAT)를 사용
ShapeManager: (Autodesk) ACIS의 파생 버전으로, Autodesk 제품에서 사용
오픈 캐스케이드(Open CASCADE): 오픈 소스 커널.
서로 다른 커널 간에 네이티브 CAD 파일을 교환할 때 고려 사항
커널 차이: 각 CAD 소프트웨어는 고유한 기하학적 커널(예: SolidWorks용 Parasolid, AutoCAD용 ACIS, Creo용 Granite)을 사용하므로 호환성에 상당한 영향을 미칩니다. 커널이 다른 소프트웨어 간의 파일 변환은 데이터 손실이나 약간의 형상 오차를 유발할 수 있습니다.
모범 사례: 동일한 커널 제품군 내에서 변환(네이티브-네이티브 또는 네이티브-커널)하면 형상 품질이 가장 잘 유지됩니다. 예를 들어, 동일한 커널을 사용하는 소프트웨어 간에 Parasolid( .x_t) 또는 ACIS( .sat) 파일을 교환하면 손실을 최소화할 수 있습니다.
중립 형식: 서로 다른 커널 간에 데이터를 교환할 때 STEP(.stp, .step) 또는 IGES(.igs, .iges)와 같은 중립 형식이 널리 사용되지만, 제약 조건, 어셈블리 구조 또는 세부 정보가 손실될 수 있습니다.
복구 도구: 일부 CAD 소프트웨어에는 기본 파일 가져오기 후 형상을 재구성하거나 수정하여 오류를 줄이는 가져오기 복구 기능이 있습니다. SolidWorks와 Fusion 360에서 이러한 기능을 제공합니다.
권장 사항: 가능한 경우 네이티브 파일 또는 커널별 파일을 교환하는 것을 선호하십시오. 그렇지 않은 경우, 상호 운용성 향상 및 모델 기반 정의 보존을 위해 STEP AP242 또는 QIF 표준을 사용하십시오.
SpaceClaim의 기본 지오메트리 커널이 2025 R1 릴리스부터 ACIS에서 Parasolid로 변경
기본 지오메트리 커널이 2025 R1 릴리스부터 ACIS에서 Parasolid로 변경되었습니다.
R2 릴리스가 ACIS 기반의 마지막 버전입니다.
2.3. Import/Export Support
다음 기능은 Ansys 2025 R1 릴리스에서 더 이상 사용되지 않습니다. Import Support – ACIS - *.asab, *.asat 형식은 지원되지 않습니다. – ICEM CFD - *.tin 파일은 지원되지 않습니다. – Revit - *.rvt, *.rfa 파일은 지원되지 않습니다.
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