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FloWizard V3.0 Update

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Academic year: 2021

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(1)

ANSYS社のCFD製品の開発戦略および

CAE(複合解析)におけるビジュアリゼーション

2007

2007年

年10

10月

月26

26日

アンシス(株)

アンシス(株)

フルーエント・アジアパシフィック

フルーエント・アジアパシフィック((株

株))

武藤

武藤 晴彦

晴彦

Development Strategy of ANSYS

CFD Products and Visualization in

CAE (Combined Analysis)

(2)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(3)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(4)

ANSYS社 沿革

ANSYS社 沿革

1970 Swanson Analysis Systems (SAS) 創立

1983 SAS、AN

SYS

/EMAG3Dをリリース

1992 SAS、Flotran製造元のCompufloを統合

1994 SAS、TA Associatesへの売却に伴い、

AN

SYS

Inc.と改名

1996 AN

SYS

Inc. NASDAQ上場

2000

ICEM CFD

を統合

2001 CADOEを統合

2003

CFX

を統合

2005 AUTODYNを統合

2006

Fluent

を統合

Dr. John A.

Dr. John A.

Swanson

Swanson

(5)

ANSYSグループ

17の主要な製品開発拠点

40カ国以上での販売代理店

全世界で 40以上の営業拠点、社員数 約1400人

(6)

ANSYS 組織

Fluid

Business Unit

流体事業部

流体解析

Central

Development Unit

中央

/中核開発事業部

形状、メッシュ、プリ

/ポスト

モジュール統合

Mechanical

Business Unit

メカニカル事業部

構造

/熱/電磁場/機構解析

(7)

1998年7月

フルーエント・アジアパシフィック 設立

現在に至る (

Fluent Inc.100%出資)

Fluent Asia Pacific の沿革

代理店からの引継ぎ

1983 Creare社 FLUENT 販売

1979 シェフィールド大学(UK)で

TEMPEST(FLUENTの原型) が

開発される

1988 Fluent Inc. 設立

1995 Aavid Thermal Technology

グループに加わる

2000 Wills Stain & Partners

傘下に入る

2006 ANSYS グループに加わり

現在に至る

(8)

日本国内での組織

代表取締役社長

羽部 篤

フルーエント

アジアパシフィック

株式会社

流体関連

構造関連

(構造、熱、電磁場、他)

サイバネットシステム株式会社

アンシス株式会社

(9)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(10)

ANSYS WorkBench とは?

3

rd

Party CAD

Design Modeler

(CAD取り込み/作成)

Meshing

(メッシュ作成)

Advanced

Meshing

(メッシュ作成)

Simulation

(構造解析

/ANSYS)

Advanced CFD

(流体解析

/CFX)

DesignXplorer

(最適化)

CAEプロセスを実施するための、ANSYS製品の統合プラットフォーム

統一環境下での操作の一元化

(11)

ANSYS 複合(マルチフィジックス)解析

一体型プリポスト/ソルバー

プリミティブ

/ブーリアン

演算による形状作成

&

メッシュ分割、材料

解析条件定義

構造

伝熱

電磁場

圧電

音響

熱流体

衝撃

接触

結果評価

コンター・変形・ベクトル

グラフ・アニメーション

リスト 等

最適化設計

プリプロセッサ

ソルバー

ポストプロセッサ

疲労

機構

(12)

ANSYS Structural

(構造線形・非線形解析)

ANSYS LS-DYNA

(衝撃・接触解析)

ANSYS Emag

(電磁場解析)

ANSYS Multiphysics

(構造線形・非線形・熱・電磁場・流体解析)

ANSYS CFX

(熱・流体解析)

ANSYS Mechanical

(構造線形・非線形・熱解析)

ANSYS社製品:モジュール構成概要

ANSYS AUTODYN

(衝撃・接触解析)

ANSYS DesignSpace

(線形構造解析・伝熱解析)

その他のモジュール

疲労解析

ANSYS Fatigue

最適化・ロバスト設計

ANSYS DesignXplorer

形状・メッシュ生成、プリ

/ポスト

ANSYS DesignModeler

ANSYS AI*Environment

ANSYS ICEM CFD

ANSYS Mesh Morpher

ANSYS BladeModeler

ANSYS TurboGrid

エレクトロニクス

ANSYS Icepak

ANSYS Icemax

ANSYS Icepro

ANSYS Iceboat

ANSYS Icechip

ANSYS Rigid Dynamics

(13)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(14)

ANSYS CFD製品一覧

“エキスパート” CFD

ターゲット : 解析専任者

CFX、FLUENT

特徴 : 多機能、高精度

“設計者”CFD

ターゲット : 設計者

FloWizard, CFX-Flo

特徴 : 使いやすい

“CAD完全統合”CFD

FLUENT for CATIA V5

“目的特化”CFD

電子機器冷却

Icepak

空調、建築

Airpak

押出ダイ、ブロー成形

Polyflow

(15)

FLUENTの特徴

非圧縮性流体から超音速の高圧縮性流体まで適用可能なソルバ

圧力ベースソルバ (分離型 / 連成型)

密度ベースソルバ (陰解法 / 陽解法)

柔軟で豊富なメッシュ機能

完全非構造格子

(3角形 / 4角形 / 4面体 / プリズム / ピラミッド / 6面体 / ポリへドラル)

移動 / 変形メッシュ (MDM)

複数基準座標系 (MRF)

スライディングメッシュ

ダイナミックメッシュアダプション

豊富な物理モデルとカスタマイズ機能

乱流 / 燃焼 / 化学反応 / ふく射 / 混相流

大規模な計算にも効率の良い計算機能

並列処理

代数マルチグリッドソルバ (AMG)

豊富なソルバー

複雑な動きを表現可能

(16)

CFXの特徴

非圧縮性流体から超音速の高圧縮性流体まで適用可能なソルバ

圧力ベース連成型ソルバ

柔軟で豊富なメッシュ機能

完全非構造格子

(3角形 / 4角形 / 4面体 / プリズム / ピラミッド / 6面体)

移動 / 変形メッシュ (MDM)

複数基準座標系 (MRF)

スライディングメッシュ

ダイナミックメッシュアダプション

豊富な物理モデルとカスタマイズ機能

乱流 / 燃焼 / 化学反応 / ふく射 / 混相流

大規模な計算にも効率の良い計算機能

並列処理

代数マルチグリッドソルバ (AMG)

収束性が非常に良い

回転機械で多くの実績

(17)

ANSYS CFX Pre

CFX Pre:

General Mode

ターボ専用モード

クィックセットアップ

用意されたテンプレート

丁寧なガイドライン

FSIを完全サポート

(18)

CFX-Post

取り扱いデータの自由度大

複数結果の一括処理 ANSYS,

FLUENT, CFX

ターボ専用機能

自動レポート機能

ANSYS CFX Post

ANSYS CFX Post

(19)

“設計者”CFD FloWizard のポスト機能

•EnSight と同じグラフィック・ライブラリを使用

(20)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(21)

サーフェス メッシュ

“流体”

プリ

CFX-プリ

“メカニカル”

プリ

FLUENT

ソルバー

/ポスト

ANSYS

CAD

プラグイン

CAD

システム

共通の

形状定義、

記述

ANSYS

メッシュ生成

ツール

形状作成

DesignModeler

BladeModeler

ANSYS Workbench

FLUENT

プリ

ANSYS 11.0環境

FLUENT 6.3

プラグ

イン

CAD

システム

TGrid

GAMBIT

“流体

ソルバー

CFX

“メカニカル

ソルバー

“メカニカル”

ポスト

“流体”

ポスト

CFX-ポスト

ANSYS ソリューション

現在

(V11, 2007年現在)

(22)

サーフェス メッシュ STL

“流体

プリ

CFX-プリ

“メカニカル”

プリ

ANSYS 12.0

(2008 第3四半期予定)

ANSYS

CAD

プラグイン

CAD

システム

共通の

形状定義、

記述

ANSYS

メッシュ生成

ツール

UMI,CFX-Mesh

ICEM/CFD, 他

形状作成

DesignModeler

BladeModeler

FLUENT

ANSYS 12環境

プラグ

イン

CAD

システム

TGrid

GAMBIT

“流体

ソルバー

CFX

“メカニカル

ソルバー

“メカニカル

ポスト

“流体”

ポスト

CFX-ポスト

ANSYS Workbench

(23)

ANSYS

CAD

プラグイン

CAD

システム

パート(部品)

マネージャー

ANSYS

メッシュ生成

ツール

DesignModeler

その他の

ソルバー

“流体”

ソルバー

“メカニカル”

ソルバー

統合

プリ

統合

ポスト

ANSYS Workbench

ANSYS ソリューション

中・長期的計画

ANSYS ソリューション

中・長期的計画

(24)

ANSYS CFD製品ロードマップ

CFX

将来

現在

? 年後

FLUENT6

? 年後

次世代製品

(25)

ANSYS CFD の現状

CFX-FLUENT 開発チームの統合

組織の統合(一つの開発チーム):

テクニカルチームマトリックス

プロジェクトプラン

開発リソースの最適化:

重要な顧客のニーズに対する理解と答え

重複の回避、さらなる集中

未知分野の開拓

将来の開発:

明確なCFD開発戦略

広範かつ先進的なテクノロジー

(26)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(27)

複合解析におけるビジュアリゼーション

せっかく、高度かつ高精度な解析を実施しても、

的確に、わかりやすく、直感的に理解できる

表現方法を持たなければ、 意味がない

それらをリアルタイムに処理/表現できる

ビジュアリゼーション機能の必要性が増す

(28)

複合解析におけるビジュアリゼーション

要求される具体的な機能

簡単、わかりやすい、直感的、軽い操作

多種多様な可視化機能

マルチCPU(マルチマシン) による

高速/リアルタイム処理

複合解析結果の同時表示

非定常解析データ処理

(29)

ANSYS社 CFD Post 開発状況

統合ポストプロセッサー

CFX Post ベース

多機能

高品質

Workbenchへ統合

ポスト機能の共同開発

短期間での統合

一貫性

ソルバーとポストの連携

流れの特性/構造を知る

FLUENT6.2を用いたライト兄弟の飛行機のCFD解析結果を

CFX-Post 11でアニメーション作成

(30)

複合解析の可視化例

3つの領域: 気体、液

体、固体:流体

-固体

熱連成、構造、疲労

Courtesy of

応力変形

(31)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(32)

Speedo、FLUENTを水泳の世界に導入!!

(日本ではミズノ社との共同開発)

(33)

Speedo、FLUENTを水泳の世界に導入!!

EnSight を用いて可視化

(34)

自動空力計算システム

OPEL Virtual Aero Lab

Courtesy:

S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany

(35)

工数の比較

2回目以降

例 ミラーの形状を変更した場合

- 60 %

1回目

- 35 %

自動空力計算システム

OPEL Virtual Aero Lab

Ensight を用い

完全自動ポスト処理

(36)

Courtesy:

S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany

Customizing FLUENT to Speed-Up

Aerodynamic Vehicle Development

EACC 2005

自動空力計算システム

OPEL Virtual Aero Lab

Courtesy:

S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany

(37)

粒子解析、流体-粒子連成解析

(流体解析:FLUENT、流体-粒子:EDEM)

粒子解析

流体

-粒子

連成解析

(38)

アニメーションコンテスト

EnSight 3回連続優勝

EACC

•European Automotive CFD Conference

•ヨーロッパ自動車ユーザー会

•隔年実施

EACCアニメーションコンテスト

2003年、2005年、2007年と

3回連続で

EnSight を用いた

作品が優勝

!!

(39)

アニメーションコンテスト

優勝作品:

EnSightを使用

2003年優勝作品

2005年

2005年優勝作品

2007年優勝作品

R. Siber, F. Werner, G. Mertens, M. Lanfrit

Aerodynamische Optimierung eines Speedbikes mittels CFD

VDI Congress

Numerical Analysis and Simulation in Vehicle Engineering

September 2006, Wuerzburg, Germany

(40)

会社概要

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

まとめ

(41)

ANSYS 製品ポートフォリオ

CFD(流体解析)製品ポートフォリオ

製品ロードマップ、CFD製品の開発方針

複合解析におけるビジュアリゼーション

EnSight を用いた可視化事例

ご清聴ありがとうございました

ま と め

ま と め

参照

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