数値流体力学(CFD)

HyperWorksには、流体および伝熱システムを迅速かつ正確にシミュレーションするという最終目標達成を支援するためのすべてのCFDツールが揃っています。

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サンディア国立研究所でCFDを用いて100mブレードの空気弾性を調査 こちらの技術資料では、市販の流体力学ソルバーであるAcuSolveを用いて風力タービンブレードおよびローターの流体-構造相互作用(FSI)の完全連成シミュレーションを実施するための、高精度の数値流体力学(CFD)手法が紹介されています。 Read the Sandia White Paper
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キャビンの快適性 - 空気流れと熱の影響を解析 こちらの45分間のウェビナー動画では、乗客コンパートメント内の空気流れをシミュレーションするとともに、キャビン内の関連する全ての熱効果(熱伝導、熱伝達、熱放射など)を考慮できる、AltairのCFDソリューションの概要をご紹介しています。

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HyperWorksは、専門家と初級者の両方に向けた包括的なCFDツール群を備えています。CFDモデリングを毎日行っている解析者でも、CFD解析が設計案に与える影響を理解する必要があるエンジニアでも、求めているものが見つかります。細かなコンポーネントの解析からシステム全体の性能解析までこなすことができ、100,000から1,000,000,000要素の規模の問題を、スケーラブルな並列処理ソルバーとロバストなプリポストプロセッシングソフトウェアで解決します。

Altair HyperWorksは、効率的な数値流体力学解析の実行に必要なすべてのツールを装備しています。

  • HyperMeshによる効率的なモデルの作成・クリーンアップ・メッシング

  • HyperStudyによるCFD最適化

  • AcuSolveの汎用的なCFDシミュレーション機能

  • HyperWorks Virtual Wind Tunnelに搭載された、外部空力シミュレーションのための簡略化されたワークフロー

  • 完全かつ効率的なポストプロセッシング

  • nanoFluidXによる粒子法ベースの流体力学シミュレーション

  • その他の利用可能なCFDソルバー(Altair パートナーアライアンスにより提供)

Quote
「AcuSolveのスピードがこれほど大きな影響を与えるとは驚きました。AcuSolveでは、1設計モデルあたり4~5個のコンポーネントを含む40個の設計モデルを1週間で解析し終えることができますが、以前使用していたソフトウェアなら同じ作業に1ヶ月はかかっていたでしょう。AcuSolveは精度が高いため、いまでは自分たちの予測能力に大いに自信を持つことができています」

–Tom Lincoln, CAE Engineer

Cooper Standard


事例を読む


ギャラリー

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オープンホイールレーシングカーの後流における速度場と圧力場 CX-100風力タービンローターの後流 旋回翼とノズル配置における燃料濃度の等値面(イメージ提供: CEI社) 突風にさらされたときの風力タービンブレードの変形(AcuSolveとOptiStructの連成) 円柱まわり流れのAcuSolve LES乱流モデルソリューション ガスタービンの熱電対用冷却経路における流線 AltairロードスターモデルのAcuSolve DES乱流モデルソリューション 流体構造相互作用: 風荷重を受けたときの交通標識の変形
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CFDモデリング

Altairは、CFDのメッシングおよびモデリングのニーズを満たす、3つの強力なソリューションを提供しています。AcuConsoleは、AcuSolveとの相互運用を目的として開発されたソリューションで、解析プロセスにおいて水密タイプの3D CADモデルが欠かせない組織に最適です。完全なAcuSolveモデルのセットアップ機能に加えて、高速で効率的なCFDメッシングを実行できます。AcuConsoleのワークフローでは、CADモデルとは別にメッシュおよびモデル設定を記録するテンプレートを使用して、さまざまな抽象モデリング機能を実行できます。形状変更を加えたCADモデルをインポートするだけで、設計スタディを迅速かつ簡単に実行できます。個々のモデルに特有のすべての設定は、新しいジオメトリの対応するフェースに自動的に割り当てられます。この機能により、設計プロセスを通してCADモデルが自動的にアップデートされるため、同じモデルのセットアップを何度も繰り返す必要はありません。

CADのクリーンアップとマルチソルバーサポートが必要な場合は、HyperMeshでCFDプリプロセッシングの要件に対応できます。現行のHyperMeshでは、定評のあるジオメトリクリーンアップ機能に、CFDのメッシングおよびモデルセットアップのためのすべてのツールが追加されています。自動ツールで穴やパート間のギャップを埋めることができ、加えて、ラッピング機能で外側に水密メッシュを作成したり、内側に空洞メッシュを作成したりできます。モデル全体および個々のフィーチャーのメッシュコントロールを定義して保存することにより、以後のモデルで同じメッシュコントロールを使用して結果の再現性を保証することができます。主要なCFDソフトウェアとのインターフェースを搭載したHyperMeshは、CAE市場で傑出した存在感を放つ、CFDモデリングと構造モデリングの両方に対応したオールインワンソリューションです。

全自動のシミュレーションベースの設計プロセスを求めている場合は、AcuNexusが最適です。AcuNexusは、AcuSolveモデル専用に開発されたプリプロセッサーで、Altairパートナーアライアンスから提供されています。AcuNexusは、付加価値のないタスクからCFD解析者を開放し、CADベースの抽象モデリング手法により製品イノベーションを格段に加速させます。

HyperWorksによるCFD最適化

HyperMeshのモーフィングテクノロジーであるHyperMorphでは、新しい形状変数を素早く生成して設計を検討できます。モーフィング、HyperStudy、任意のCFDソルバーを組み合わせることで、さまざまなタイプのスタディを自動的に実行して、設計の性能を向上させることができます。一般的なCFDソルバー(AcuSolve、StarCD、Fluent、CFD++、SC/Tetraなど)に対応した広範な読み取り / 書き込みインターフェースにより、スムーズな最適化プロセスを実現します。

HyperStudyは、形状最適化、実験計画法(DOE)、確率統計スタディをサポートしています。HyperStudyでは、CFD解析と構造FEA解析の両方を実行して得た結果を組み合わせることによって、流体-構造連成最適化を実現し、非常に手強い複合領域最適化(MDO)問題を解くことができます。

HyperWorksは、CFD最適化およびMDO問題を解くための最高のツールです。

CFDポストプロセッシング

AcuFieldViewは、Intelligent Light社のCFDポストプロセッサーFieldViewのOEMバージョンで、大規模かつ複雑なCFDデータの可視化要件を効率良くこなすことができます。卓越したグラフィックスパフォーマンスと全プラットフォーム共通の使いやすいグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を提供する新しいコードベースなど、Intelligent Light社がFieldViewで実現した最先端技術がAcuFieldViewに取り入れられています。AcuFieldViewは完全なCFDポストプロセッシング機能を備えていますが、AcuSolveで生成された結果しか扱えません。CFDプロセスで複数のソルバーの結果を扱う場合は、HyperViewでポストプロセッシングを行うことでその問題を解消できます。HyperViewは、慣れ親しんだHyperWorksのユーザーエクスペリエンスを備えているだけでなく、EnSight形式のデータを介してすべての主要なCFDソルバー(AcuSolve、CFD++、FLUENT)から結果データをインポートできます。インポートしたデータは、手動でインタラクティブに可視化したり、可視化を自動化してレポート作成プロセスを標準化したりできます。

解析

厳密な科学を基盤に開発された AcuSolveは、流体解析を通じた設計の探索を望む企業にとっての信頼のソフトウェア資産です。AcuSolveには、あらゆる解析機能が搭載されており、従来のCFDアプリケーションに付き物の欠点や難しさはありません。

経験豊かなCFD解析担当者であれば、大半の商用ソルバーではシミュレーションを実行するのも一苦労ということは痛感していることでしょう。ブロック構造メッシュ構築のためのジオメトリの簡略化を延々と続け、メッシングソフトウェアとの格闘に何日も費やし、メッシュ品質が低いために解が発散してしまうといったことは、多くのソルバーで一般的に直面する問題です。

AcuSolveには、CFDプリプロセッシングのボトルネックを解消し、CFDシミュレーションの結果の評価検討に集中するために必要なツールが用意されています。AcuSolveの強力なソルバーテクノロジーは、商用CFDソフトウェアで最もロバストな求解手法を提供します。AcuSolveの計算手法は、メッシュ要素の品質やトポロジーにかかわらず安定したシミュレーションと正確な結果を導き出します。非構造化メッシュの自動メッシング機能と組み合わせることで、どのCFDソフトウェアよりも早く最終目標を達成することができるのです。AcuSolveでは、結果の解析や、製品の物理特性の洗い出しといったすべての作業を自動で実行できるため、無数の解析を手動で実行してさまざまな求解手法を調べる必要がありません。単一ソルバーアーキテクチャーと、たゆまぬ進化を続ける解析機能を装備したAcuSolveは、CFD解析を担う企業にとって価値あるツールです。ソルバーのチューニングは不要です。メッシュを作成したら、あとは実行するだけです!

LOGE社のLOGEsoftは、複雑な化学システムを解くための独自のソルバーにより、多様な燃焼と化学反応速度のシミュレーションを実行します。すす、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)および未燃焼炭化水素(UHC)の排出量を予測できます。LOGEengineは、放熱解析による実験データの評価・検証や混合時間最適化を実行できるエンジン最適化ツールです。正確な排気情報を迅速に算出できるだけでなく、燃焼機関の詳細な開発情報を得られます。

FluiDynaのnanoFluidXは、複雑な運動を伴う複雑なジオメトリ内の流れを予測するための、粒子法ベースの流体力学シミュレーションツールです。たとえば、シャフトやギアが回転しているパワートレインシステム内のオイル掻き揚げ挙動を予測して、パワートレインシステムの個々のコンポーネントに生じる力やトルクを解析できます。また、過渡的な運動を伴うタンク内のスロッシングを予測することも可能です。nanoFluidXは、GPUテクノロジーの活用により、実形状の高速なシミュレーションを実現しています。

Software Cradle社のSC/Tetraは、圧力ベースおよび密度ベースの有限体積法ソルバーと非構造化メッシュを利用する、汎用CFDソフトウェアです。scSTREAMは構造化メッシュ(直交座標系または円筒座標系)を利用します。またカットセルとテトラ要素も利用できます。そのメッシュ構造により、scSTREAMは傑出したメッシュ生成スピードと計算スピードを誇ります。

定常状態および過渡の伝熱条件下の包括的なCAE解析は、ThermoAnalytics社のTAIThermで実行できます。伝熱解析ソフトウェアのTAIThermは、温度分布を全範囲を予測し、熱輻射、熱伝導、熱伝達の割合を求めることができます。

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