FDS 기반 화재 시뮬레이션과 GPU 가속

FDS(Fire Dynamics Simulator)는 미국 국립표준기술연구소(NIST)에서 개발한 화재 전용 전산유체역학(CFD) 해석 도구로, 전 세계 성능위주설계와 화재 연구에서 사실상 표준으로 사용됩니다. 화재로 발생하는 열·연기의 유동을 LES(Large Eddy Simulation) 기반으로 해석하며, 수많은 실험과 비교 검증을 거쳤습니다.

CFD 해석은 공간을 수백만 개의 격자(셀)로 나누고, 각 셀에 대해 질량·운동량·에너지 보존 방정식을 작은 시간 간격마다 반복 계산합니다. 해석 정확도를 높이려면 격자를 더 잘게 나눠야 하는데, 격자를 절반 크기로 줄이면 계산량은 대략 16배 가까이 증가합니다. 이 때문에 실무에서는 시나리오 하나의 해석에 수 시간에서 수일이 걸리는 경우가 많고, 검토할 수 있는 시나리오 수가 제한됩니다.

CFD 계산의 대부분은 수백만 개 격자에 대해 같은 연산을 반복하는 구조입니다. 이런 대규모 병렬 연산은 수십 개의 코어를 가진 CPU보다 수천 개의 연산 코어를 가진 GPU에 훨씬 적합합니다. 격자별 계산을 GPU 코어에 분산하면 동일한 물리 모델을 유지하면서 해석 속도를 비약적으로 높일 수 있습니다.

BUL:C는 FDS의 검증된 물리 모델을 기반으로 NVIDIA CUDA GPU 가속을 적용해, 자사 벤치마크 기준 기존 CPU 해석 대비 최대 87배 빠른 해석 속도를 구현했습니다. 해석 시간이 짧아지면 같은 기간에 더 많은 화재 시나리오와 설계 대안을 검토할 수 있어 설계 품질과 일정 모두에 직접적인 이점이 있습니다.

GPU 가속 외에도 AI 도면 자동 인식, 자연어 기반 환경 설정, EVAC 피난 시뮬레이션, ASET/RSET 자동 분석과 보고서 생성까지 화재 안전 엔지니어링 워크플로 전체를 지원합니다.