シミュレーションの限界に挑戦

企業が革新的でより高い品質の製品開発に取り組むとき、市場投入までに要する期間の短縮、保証費用の最少化、エンジニアリング費用の削減といった、ビジネスにおける重要な課題を無視することはできません。これらの課題を解決するために、CFDエンジニアは、製品設計において複数の物理現象の効果を考慮するシミュレーションの限界に挑戦しています。

CFDエンジニアはこのような取り組みを、複雑なマルチフィジックス環境で動作する革新的な製品設計を行いつつ、日々継続しています。彼らは、航空機の翼のフラッタ、エンジン筒内、燃料タンクのスロッシングなどで生じる、流体と構造の相互作用についての複雑な問題をロバストに解く必要がありますが、マルチフィジックス シミュレーションを設計プロセスに取り組むことで、許容誤差を減らし、製品信頼性を向上させ、最終的には、より革新的な製品設計を短期間で行うことができます。

ANSYS Fluent でシミュレーションした内燃エンジンの内部流れ。剛体の流体-構造連成解析でバルブの動きをモデル化した。

高精度なシミュレーション ツールであるANSYS製品群を使用することで、CFDエンジニアは、工業設計における複数の物理現象を伴う挙動を精度良く予測できます。流れに誘起される振動、流体流れにより生じる熱応力などはすべて、このマルチフィジックスのシミュレーション技術で容易に解析することができます。ANSYS製品には、あらゆる物理領域（構造、伝熱、流体、電磁界など）に対応した非常に包括的なソルバーが多く装備されているため、これらを組み合わせることで、工業における非常に複雑なエンジニアリング課題を解析することができます。

ANSYS Fluent で解析した共益熱伝達モデルから得た排気マニホールドの温度（左）を、ANSYS Workbenchプラットフォームを使用して、ANSYS Mechanicalの熱-応力解析（右）にマッピング。

製品設計サイクルの短縮とエンジニアリング コストの削減に効果を発揮するのは、優れたソルバー技術だけではありません。ANSYSは、ANSYS Workbenchプラットフォームで複数の物理現象を連成することが可能です。このプラットフォームは、ANSYSのコア ソルバーを利用できる強力なマルチドメイン シミュレーション環境であり、連成解析を可能にし、CADインターフェース、質の悪い形状の修復、メッシュ生成、ポスト処理のための共通ツールを提供します。革新的なプロジェクト概念図で、シミュレーション プロセス全体をドラッグ＆ドロップでつなぐことで、複雑なマルチフィジックス シミュレーションを実行しやすくします。

ANSYSの流体-構造連成解析の主要機能

ANSYS Workbenchのプロジェクト概念図により、風力タービンの流体と構造の相互作用のような自動化されたパラメトリック解析を、ドラッグ＆ドロップで簡単に設定することが可能。

多くの企業が、現在の困難な製品設計プロセスにおける課題に対応した高精度なシミュレーションを可能にする、ANSYSのマルチフィジックス ソリューションに信頼を寄せています。ANSYSのマルチフィジックス ソリューションは、業界の中でも困難とされるマルチフィジックスの課題を解くための高性能シミュレーション ツールを装備した製品ラインを、エンジニアの皆様に提供しています。

高周波の状況下にある小型圧縮機内のリード バルブの、流体-構造の双方向の相互作用を数値シミュレーションしたもの。

資料提供： Embraco.