인공지능 활용해 분석한
타이어 공기 역학 시뮬레이션
전기차 주행거리 개선도 가능?
최근 인공지능 기술이 발전하며 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이는 자동차 분야 역시 마찬가지다. 방대한 양의 CCTV를 모두 확인하지 않더라도, 문콕이 일어난 시점을 잡아내는 AI 기술부터 보험 사기 여부를 판단하는 AI까지 인공지능은 자동차 업계에 큰 도움을 주고 있다.
AI의 활약은 여기서 끝나지 않을 전망이다.
외신에 따르면 최근 해외에서 인공지능으로 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 시스템을 개발하고 있다고 한다. 해당 시스템에서 AI는 타이어에서 발생하는 공기 저항을 분석하고, 엔지니어에게 타이어의 공기저항을 줄일 수 있는 측벽 설계를 고안해냈다.
타이어 공기역학 시뮬레이션
전기차 주행거리 개선이 목표
타이어 회사 팔켄(Falken) 산하에 있는 스미토 러버 인더스트리(Sumito Rubber Industries)는 공기역학적 항력을 줄이고, 전기차 주행거리를 개선하는 것을 목표로 하는 타이어 공기역학 시뮬레이션(Tire Aerodynamic Simulation)에 AI를 사용하고 있다.
타이어가 도로를 따라 구르며 변형되고,
다시 정상 모양으로 돌아올 때 에너지의 일부가 열로 손실되는 회전 저항을 줄이는 것은 오랫동안 엔지니어들의 목표였다. 타이어 공기역학 시뮬레이션은 타이어의 작은 표면 디테일까지 완화하려고 시도 중이고, 시스템 개발이 완성된다면 2027년 출시 예정인 차세대 저 에너지 소비 타이어 개발에 사용될 것으로 보인다.
타이어 주변의 공기 저항을 시각화
측벽 설계를 위한 시뮬레이션 제공
타이어 공기역학 시뮬레이션은 차량의 실제 데이터를 분석.
타이어 주변의 공기 저항을 시각화하고, AI는 시각화된 표를 분석하고 계산한다. 그 결과 공기 흐름의 시각화한 표는 타이어 측벽의 가장 미세한 표면 위에서도 공기 흐름이 끊어지면서 큰 소용돌이가 만들어져 항력이 증가한다는 것을 보여주었다.
AI는 시각화된 표를 분석한 후 자동차의 무게로 인한 타이어의 편향 효과를 경고했고,
엔지니어가 항력을 최소화하기 위한 측벽을 설계하는 데 도움이 되는 시뮬레이션을 제공했다. 시뮬레이션 결과를 검증하기 위해 연속 풍동 테스트를 진행했는데, 타이어 뒤의 공기 흐름이 감소하고 측벽 설계가 표준 타이어에 비해 항력을 줄일 수 있다는 것을 밝혀냈다.
공기 저항이 증가함에 따라
측벽의 역할이 더 커진다고
시뮬레이션에 AI를 적용하면,
타이어 주변의 공기 저항이 증가함에 따라 측벽의 역할이 더 커진다는 것을 알 수 있었다. 따라서 자동차 제조업체는 타이어 디자인의 세부 사항에 세심한 주의를 기울이고, 에어 커튼과 같은 기능을 도입하여 노출된 바퀴 위로 차량 앞쪽의 공기 흐름을 전달하여 항력을 줄이는 방안을 마련하고 있다.
공기 저항이 전기차의 총 에너지 손실에 있어서 큰 비율을 차지하고 있기 때문에 공기 저항은 전기차 개발에서 점점 더 많은 주목을 받고 있다. 인공지능이 타이어의 공기 저항 문제를 해결할 수 있다면 앞으로 더 먼 거리를 주행할 수 있는 전기차가 개발될 것이다.
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