ANALYSIS・SIMULATION

解析・シミュレーション

「粒子法」「CCTアルゴリズム関数」
…etc であらゆる事象を数値化

ものづくりには、数値化の困難な事象が溢れている

流体、構造、熱の連動

  • 電子機器の製造現場で…

電子機器の冷却を最適化するには、外気の取り込みや内部構造、機器内外の発熱といった要素を、それぞれ有限要素法や有限体積法で計算して、偏微分方程式で結合するマルチフィジックスな表現でシミュレーションする必要があります。さらに、水冷の場合には、流体の流れを精度良く再現しなければ、正しい冷却パターンを導き出せないため、最適化する方法を発見することができません。

熱流体と蒸発

  • 印刷エレクトロニクス業界の印刷現場で…

印刷エレクトロニクス業界では、プラスチックフィルムにインクを塗布した際に、コーヒーステイン現象と呼ばれる印刷外縁部での密度増大が生じます。コーヒーステイン現象は、熱流体や蒸発を含む複雑な現象であるため、シミュレーションが困難です。

CCTなら、これまで数値化が困難とされていた
このような事象を数値化できます。

独自の解析・シミュレーションアプローチ

粒子法

粒子法とは、液体や気体といった流体を、数mmという極小の粒子の集まりとして捉え、それぞれの動きから事象をシミュレーションする手法です。有限差分法や有限要素法、有限体積法などとは異なるメッシュレスな解析手法であり、物体の大変形を伴う物理現象や、多数の物理現象をシミュレーションすることができます。

そのため、流体・熱連成や「動体+水」の挙動と飛沫範囲などを設計者自身がCAEを用いずにCAD上でシミュレーション可能です。計算量が多く、これまで実用化された事例の少ない手法ですが、CCTではいち早く実用化に成功しています。

粒子法01

CCTアルゴリズム関数

CCTアルゴリズム関数とは、離散的な幾何構造に対して微積分を定式化し、差分法を独立した体系として構築し、離散化した微分方程式を関数化したものです。コンピュータ上の数値計算方法について長年研究を続けてきたCCTが開発をした解析手法です。

CCTアルゴリズム関数を用いれば、指定したガウス曲率をもつ曲面やパウエルレンズの形状などを、難しい計算をしなくても設計者自身がCAEを用いずにCAD上でシミュレーションすることが可能です。

CCT法(アルゴリズム関数)01

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独自手法により
解析・シミュレーションが可能となる事象

熱と構造の連動

有限要素法と、メッシュレスな解析手法である粒子法を組み合わせたハイブリット手法によって解析。そのため、広範囲にわたる熱と構造の連動についても精緻にシミュレーション可能です。

流体、構造、熱の連動

粒子法と独自ノウハウを活用し、液体の表面形状変化のみではなく、構造からの熱輸送による対流を表現する事や多数の物理現象(マルチフィジックス)を同時に解くことができます。そのため、流体、構造、熱の連動についても、より現実に近いモデルを構築することが可能です。

熱流体と蒸発

最新の粒子法であるDiSPHを採用すれば、液滴から大気への蒸発もシミュレーションできます。そのため、熱流体と蒸発の精緻なシミュレーションも可能です。

例えばこんなユースケースがあります

粒子法によるシミュレーションのユースケース

課題

ガソリンタンクの設計では、自動車走行時にタンク内のガソリンのスプラッシュ現象が発生しない、あるいは、発生してもガソリンタンクの破裂を防止できるような設計が必要です。

解決

粒子法によって、空気とガソリンの気液混合の状態をシミュレーションすることが可能になります。その結果、ガソリンタンク内の物理現象を再現させることで、より精緻な強度設計を実現できます。

粒子法によるシミュレーションのユースケース01
CCTアルゴリズム関数によるシミュレーションのユースケース

課題

ある制約条件のもとで、空気抵抗が最も小さくなるような車体を設計する場合、「車体デザイン→空気抵抗計算→CAEシミュレーション」を何度も実施する必要があります。そして、CAEによる流体力学シミュレーションは、専門家でなければ困難であるため設計効率が低下しがちです。

解決

独自手法であるCCTアルゴリズム関数を用いた流体解析によって、大規模なCAEシミュレーションが不要となり、設計者自身によるシミュレーションを実現できます。

CCTアルゴリズム関数によるシミュレーションのユースケース01
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