nanoFluidXの概要

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。

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nanoFluidX 製品カタログ nanoFluidXをご紹介します。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。 詳細
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Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法の要点 nanoFluidX: パワートレインのオイル掻き揚げシミュレーションに適した、GPU対応のSPH法ソフトウェア。

nanoFluidXは、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。GPUテクノロジーの活用により、実際のジオメトリの高速なシミュレーションを実現しています。

利点

粒子法に基づくnanoFluidXでは、シミュレーション中に大きな変形を伴う流れ(スロッシングなど)や激しい混相流、複雑なジオメトリ内を高速に運動する流れについて、画期的かつ効率的な手法で解析することができます。

一般的な自由表面流れ

パワートレインシステム内のオイルスロッシング、開放環境の自由表面流れ、高加速度下の開放型(または閉鎖型)タンク内流れ、これらと同様の現象をシミュレートできます。

高密度比の混相流

Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法を採用したことにより、計算時間を増大させることなく、高密度比の混相流(水と空気など)を難なく扱うことができます。SPH法では、流体の境界面が自然に生成されるため、追加で境界面を再構築する必要がなく、計算時間の削減につながります。

回転しているギア、クランクシャフト、接続ロッド 

さまざま種類の運動を規定できるオプションが実装されているため、回転するギアやクランクシャフト、接続ロッドを容易にシミュレートできます。また、周囲の流体との相互作用によって固体が受ける力やトルクを計測することも可能です。

タンクのスロッシング

急激な加速度が生じるとき(ブレーキや急な車線変更時)にタンクや車両にかかる力を計測できます。

GPUコンピューティング

FluiDyna社はNVIDIA社のPreferred Solution Provider(優先ソリューションプロバイダー)であることから、nanoFluidXのチームは、コードの最適化とパフォーマンスに関して高い競争力を有しています。GPUコンピューティングにより、効率の劣るCPUコンピューティングと比較してパフォーマンス面で大きな優位性が得られるほか、消費電力も節約できます。

中規模のケース(300.000粒子)の場合、 CPUコア×96、ノード×8、デュアルソケット、6コアCPUのハードウェア仕様に対して、NVIDIA K40 GPU×4のハードウェア仕様では、ハードウェアのコストを33%節約し、実行時間を63%短縮し、消費エネルギーを74%削減できます!*

シンプルなプリプロセッシング

従来的な意味でのメッシングは必要ありません。ジオメトリをインポートし、要素を選択し、粒子を生成するだけで済み、プリプロセッシングや適切なメッシュの検討に余計な時間を割く必要がなくなります。

剛体の運動

回転運動以外にも、入力ファイルで規定されている要素の軌道を扱うことができます。任意の並進運動をする固体と周囲の流体との相互作用を解析できます。

*引用されている数値は、ケースや構成に左右されます。

活用される産業

nanoFluidXは、以下の産業における活用に最適です。

パワートレイン: 回転しているギアボックス内のオイル流れのシミュレーション

自動車および航空宇宙: タンクのスロッシングシミュレーション

FluiDyna社について

FluiDyna社は多種多様な研究開発サービスを提供しています。“Fluid(流体)” と “Dynamics(力学)” から成る会社名を見れば、FluiDyna社のノウハウと最大の武器が何であるかは一目瞭然です。FluiDyna社の核を成す専門性は、流体シミュレーションと熱力学向けの数値的な手法の開発および応用です。さらに流体機械の問題にGPUベースのハイパフォーマンスコンピューティングを活用するという、高い技術力が要求される分野の専門性も有しています。FluiDyna社は、GPUベースのスーパーコンピューティングシステムの構成方法についてアドバイスを求める顧客だけでなく、特別にプログラミングされたカスタムCFDソフトウェアを必要とする企業や組織も支援しています。既存のソフトウェアツールチェーンの限界に達した多くの顧客からの依頼に応じて、完全オーダーメイドのツールを作製しているほか、流体機械の問題のモデリングとシミュレーションのタスクも引き受けています。

創業は2006年ながら、FluiDyna社はすでに各社から高い評価を得ており、Altair Engineering, Inc. と協力関係を築いています。 FluiDyna社のソリューションは、研究機関や公共機関のクライアントにとどまらず、乗用車 / 商用車や民間機 / 軍用機のメーカーとサプライヤー、製薬企業とそのサプライヤーを筆頭とする産業界からも注文が相次いでいます。

ギャラリー

4気筒エンジンの時間平均流れ(下から見た図) 4気筒エンジンの時間平均流れ(側面図) 4気筒エンジンの時間平均流れ(正面図) 一般的なギアボックス内のオイルの瞬間飛散 1000 RPMで稼動する5速ギアボックス内のオイル分布 1000 RPMで稼動する5速ギアボックスの時間平均流れ
4気筒エンジンの時間平均流れ(下から見た図) 4気筒エンジンの時間平均流れ(側面図) 4気筒エンジンの時間平均流れ(正面図) 一般的なギアボックス内のオイルの瞬間飛散 1000 RPMで稼動する5速ギアボックス内のオイル分布 1000 RPMで稼動する5速ギアボックスの時間平均流れ
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