magnetic-field-simulator.github.io

🧲 자기장 시뮬레이터 (FEM Based Magnetic Field Simulator)

Click here for English!

이걸 눌러 다운로드하세요!

🛠️ 이 프로젝트에 사용된 언어와 라이브러리

본 프로젝트는 고성능 GPU 연산과 인터랙티브한 3D 시각화를 위해 아래 라이브러리들을 활용합니다.

언어	라이브러리	용도	공식 문서 url
Python	CuPy	GPU 기반 병렬 컴퓨팅 구현	CuPy
	NumPy	GPU 연산 결과 후처리	Numpy
	Flask	로컬 웹 서버 구축 및 자기장 데이터 상호작용	Flask
JavaScript	Three.js	웹 브라우저 기반 실시간 자기장 시각화	Three.js

“눈에 보이지 않는 자기장, 이제 직접 설계하고 3D로 확인하세요!”
본 프로젝트는 유한요소법(FEM) 을 활용하여 임의의 전류 배치에 따른 자기장의 세기와 방향을 계산하고 시각화하는 시뮬레이터입니다.

연구 또는 교육 목적이라면 마음껏 사용하세요.(코드 변형 가능, 2차 배포 불가) 공유하시려면 이 페이지의 url을 공유하세요~!

COMSOL이 너무 비싸서 부담되는 학생들을 위해 만들었습니다! 무료로 자기장 시뮬레이터를 사용해보세요.

그래픽 카드 없어도 Google Colab에서 실행 가능해요!

프로젝트 소개 및 튜토리얼 Youtube 영상

시뮬레이터의 작동 모습과 사용법을 영상으로 확인해 보세요!

이미지를 누르면 Youtube 영상을 볼 수 있습니다.

🎥 컴퓨터로 직접 실행하는 방법	💻 Google Colab에서 실행하는 방법

자기장 시뮬레이션의 핵심 기능 소개	GPU가 없어도 웹에서 바로 실행하는 방법

✨ 핵심 기능

3D 벡터 시각화: 각 지점의 자기장 방향과 세기를 3D 화살표로 즉시 확인 (6개 열로 구성된 .csv 파일이면 다 시각화돼요!)
다양한 전류 설정: 전류의 형태(원 또는 선분), 세기(Ampere), 위치(3D Vector)를 자유롭게 배치
정밀도 조절: Mesh Dense와 Vector Dense 변수를 통해 시뮬레이션 해상도 조절
데이터 내보내기: 결과값을 Microsoft Excel 등에서 분석 가능한 .csv 파일로 저장

🛠 컴퓨터에서 직접 돌리시려면 NVIDIA 그래픽카드가 필요해요! 없으시다면 Google Colab에서 실행하세요~

이 프로그램은 고성능 연산을 위해 NVIDIA GPU(CUDA)를 사용합니다.

그래픽카드: NVIDIA 그래픽카드 필수 (CUDA 연산 지원)
run.bat 파일을 실행해 자동 설치: run.bat 파일 실행 시 가상 환경과 필수 라이브러리가 자동으로 설치됩니다.
제 컴퓨터 환경: CUDA 13.1, CuPy 13.6.0, NumPy 2.4.0 (라이브러리 관련 문제가 생겼다면, 이것과 비슷한 버전들을 설치해보세요.)

🚀 GPU가 있는 경우 사용 방법(축하드려요! 부자시네요!)

0. 프로그램 다운로드

여기를 눌러 ZIP 압축 파일을 다운로드하세요.
압축 해제하시고 폴더에 들어가세요.

1. 프로그램 실행

run.bat 파일을 실행하면 필수 라이브러리를 설치하고 로컬 서버가 구동됩니다. “알 수 없는 게시자” 경고는 제가 돈이 없어서 전자서명 배포를 못 해서 그런거에요. 악성 바이러스는 없습니다. (처음 가동에는 시간이 걸려요.)
자동으로 인터페이스가 켜지지 않는다면 웹 브라우저에 127.0.0.1:5000을 입력하세요.

2. 시뮬레이션 설정

Step 0: 시뮬레이션 공간 크기와 Mesh Dense(격자 밀도)를 설정합니다.
Step 1: 전류 정보를 입력(형태, 세기, 좌표)하고 Request 버튼을 눌러 목록에 추가합니다.
Step 2: 모든 설정이 완료되면 Start Simulation을 클릭합니다. CuPy Library를 이용해 GPU 계산이 시작됩니다.

3. 결과 확인 및 종료

계산이 끝나면 Three.js로 렌더링된 3D 자기장 벡터가 표시됩니다.
Download as .csv 버튼을 눌러 데이터를 .csv 파일로 저장할 수 있습니다.
Simulation Turn Off 버튼을 눌러 프로그램 종료하세요. 이 버튼을 눌러 백그라운드 프로세스를 완전히 종료할 수 있습니다.
Go back to Simulation settings 버튼을 눌러 시뮬레이션 설정 화면으로 돌아가세요. 시뮬레이션 공간 정의와 전류 정보 입력을 처음부터 하실 수 있습니다.

🤝 도움이 필요해요!

본 프로젝트는 학생들이 무료로 자기장을 연구할 학문적 도구를 제공하기 위해 개발된 1인 프로젝트입니다.

아래 이슈들에 대한 피드백과 도움을 환영합니다!

자기력선 시각화: 지저분한 화살표 대신 자기력선을 매끄러운 선(Streamlines)으로 연결하는 기능.
배포 최적화: PyInstaller 사용 시 CUDA DLL 인식 오류 해결 및 단일 .exe 패키징.
시각화 성능: 특정 영역만 선택적으로 렌더링하여 벡터 겹침 현상 해소.
웹 서버화: 저사양 기기에서도 접속 가능한 GPU 클라우드 서버 구축. (현재 Google Colab으로 일부 해결됨)
UI/UX 개선: 시뮬레이션 시각화 페이지의 창 닫기(window.close())가 안되는 버그. (Chrome의 보안 방침 변경으로 새로운 방법 필요)
동적 메시 할당: 사용자가 관심 있는 특정 영역을 더 세밀하게 시뮬레이션하는 기능.

📝 라이선스 (License)

본 프로그램은 교육 및 연구 목적으로 누구나 자유롭게 사용할 수 있습니다. 별도의 허가 없이 수업이나 개인 공부에 활용해 보세요! 🎓

2차 배포는 금지됩니다.

개발자에게 피드백을 주고 싶거나 문의가 있다면 github 문의나 이메일(lcp020620@kaist.ac.kr)을 남겨주세요.