流体解析

設計の性能を確認する上で流体解析が必要になる場合が多々あります。Autodesk CFDを活用することで装置内外の流体の動きを確認し、装置の性能にどの様な影響がでるかを確認することができます。

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Image courtesy of AutoHorizons Foundation and Delineate

AUTODESK CFD 紹介資料

オートデスク株式会社製造ソリューション

デジタルシミュレーション

Autodesk Simulation Investments

Note: Graphic reflects both technology and company acquisitions, ownership of parent company is not implied

2005 Today

ECOTECT

$600M Simulation Investment

▪ 熱と流れの問題を考慮した設計環境を実現 ▪ コスト削減：試作レス、小型軽量化、高効率

▪ 熱設計：高密度レイアウト設計における排熱性能

▪ 環境規制対応：エコ、省エネ

▪ 製品ラインナップ ▪ AUTODESK CFD

・非圧縮、定常流れ・熱伝導、対流

▪ AUTODESK CFD ADVANCED

・圧縮性、非定常流れ・湿度、スカラー混合モデル

・ふく射（日射）、ジュール発熱・自由表面(VOF)

▪ AUTODESK CFD MOTION

・機構 - 熱流体連成

・回転領域モデル（ファン/ブロワー/ポンプ/タービン/コンプレッサー）

・移動物体モデル（直線/回転/各種運動組合せ/自由運動）

AUTODESK CFD -熱流体シミュレーションツール-

AUTODESK CFD アドバンテージ CADプラグイン

CAD独立型

CAD統合型

【長所】 • CADライセンスを拘束しない • CADバージョンに依存しない • ソフトウェアの動作が比較的軽い【短所】 • IGES、STL等の中間ファイルのため修正作業が必要 • CADと連携したパラメトリック機能が弱い

【長所】 • CADデータ変換必要なし • CADと同じ操作性 • CADと連携したパラメトリックスタディが容易【短所】 • CADライセンス拘束やバージョンに依存 • 常時CADアクセスによるパフォーマンスの問題

CADプラグイン型 ⚫ CADデータそのまま利用かつCAD切り離しOK ⚫ CAD操作モードコピーでCADと同じ操作性 ⚫ パラメトリックスタディも完全連動 ⚫ 1製品で複数バージョンや複数CADプラグイン ⚫ ソフトウェア自動化やカスタマイズの拡張機能

Autodesk CFD

⇒ 設計者CAEに多い

⇒ 解析者CAEに多い

CAD連携

メッシュ生成

解析範囲解析速度

デザインレビュー

コミュニケーション

AUTODESK CFD アドバンテージデザインプロセス

CADプラグインでデータ変換不要パーツ情報もすべて連動しパラメータスタディが簡単に実行可能

完全自動メッシュマニュアルコントロールも可能

流れ、熱など設計者が必要な機能を網羅回転体や移動体の解析や構造解析との連成機能

最適化されたソルバー自動収束判定機能

デザインレビューセンターによる複数結果の比較

解析結果をビューイングデータとして出力 WEB形式/Office製品への結果挿入

設計チームのツール

▪ 誰が解析を行っても同じ結果が得られる☑ AUTODESK CFDは完全自動メッシュと自動収束判定機能を持ち、それらをテンプレートとし、ルール化することが可能です。 ※多くの解析ソフトウェアでは、解析者によって解析結果がばらつくため、設計プロセスへの組み込みは困難になります。

▪ 材料のデータベース化、条件設定のルール化が可能☑ AUTODESK CFDでは材料のカスタマイズ、新規登録とともに、発熱条件等までルール化することが可能です。HVAC等多くの熱源が存在する場合には解析工数削減につながります。

※多くの解析ソフトウェアでは、解析毎に個々に条件設定を行う必要があります。

▪ 設計者がデザイン検討を効率よく実行☑ AUTODESK CFDでは複数設計案の解析結果を同じ画面内で同じ結果範囲表示で簡単に比較が可能です。また、これらの結果をビューワ形式で出力可能です。

※多くの解析ソフトウェアではパラメータスタディは可能でも、結果の同時表示による比較検討ができません。

AUTODESK CFD アドバンテージ設計に必要な機能

3DCADインターフェース Autodesk Inventor/AutoCAD/Revit Solidworks NX Pro/Engineer Catia SpaceClaim

モデリングおよびメッシュ流体ボリューム自動生成形状診断機能自動メッシュ(テトラ/プリズム) マニュアルメッシュ(局所/押出) サーフェスメッシュ(ソリッドとの混在可能) アダプティブメッシュ

ソルバー有限要素法自動収束制御機能バッチ処理 HPC(クラスタ、マルチコア標準対応) リモート解析機能リスタート機能

解析実行中の結果表示

AUTODESK CFD 解析機能詳細

シミュレーション機能流れに関する機能内部/外部流れニュートン/非ニュートン流体層流/乱流圧縮性/非圧縮性流体定常状態/非定常流れ湿度キャビテーションエロージョン二相流/相変化自由表面熱に関する機能熱伝導強制対流/自然対流共役熱伝達(熱伝導と対流の混在) 輻射ペルチェデバイスジュール発熱(仕事量) 太陽光電気設計に関する機能 PCB特性コンパクトサーマルモデルサーモスタット制御ファンヒートシンクモデル

移動固体に関する機能流体力による運動衝突を含む自由運動回転機械/ターボ機械直線運動回転運動転頭運動章動運動各種運動の組み合わせスライドベーンポンプ

結果出力機能圧力/流速/温度/その他物理量メッシュ/コンター/ベクトル/流跡線/ 等値面/XYプロット/アニメーション粒子追跡機能任意のポイントデータ複数シナリオの同時比較機能重要値評価 3Dビューワ出力 FEMインターフェース

動作環境 OS:Windows7/8/8.1 (64bit)

デモンストレーション Autodesk CFDワークフロー

AUTODESK CFD 業種適用事例

産業機械・製造装置

Martin Engineering Company

製品エアサポートコンベアシステム

使用CAD SolidWorks

解析内容ダクト内の空気の流れ可視化、粉末のコントロール、運転性能向上など

http://www.martin-eng.com/

BETE Fog Nozzle, INC.

製品塗装用霧吹きスプレー

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容ノズル口の設計デザインによるスプレーパターンの比較

製品液体/空気混合ノズル(中央の液体ジェットを周囲の空気でガイド)

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容ノズル口の設計デザインによるジェットの比較、液体/気体の拡散分布

SPS INTERNATIONAL, INC.

製品ノズル

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容ノズル径の違いによるフローパターンの比較

XEROX CORPORATION

製品印刷機(移動するペーパーの冷却ダクトによる乾燥)

使用CAD

解析内容均一に空気を送り込むためのダクトの設計、流量コントロール

Schlumberger Limited.

製品集塵機

使用CAD CATIA v5

解析内容ダクトの形状設計に利用

FG Wilson Ltd.

製品ラジエーターグリル

使用CAD Pro/Engineer

解析内容グリル形状の最適化

Girtz Industries Inc.

製品半導体用大規模パワージェネレーター

使用CAD Solidworks

解析内容コンテナ内部の流れと熱伝達を確認し、偏向板の位置と角度を変更

Eldominvest Ltd.

製品電気加熱ボイラー

使用CAD Solidworks

解析内容電気加熱発熱による温度上昇の時刻歴変化

製品電気加熱ボイラー

使用CAD Solidworks

解析内容ヒータ管と周囲空気との熱伝達

ACS France

製品流体ブレーキ

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容流体ブレーキの粘性発熱現象をシミュレーション

製品ターボディーゼルジェネレーター

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容屋外運転状況における冷却管/空気/液体等の確認

製品攪拌槽

使用CAD Solidworks

解析内容回転攪拌インペラによる流体混合

AUTODESK CFD 業種適用事例

プラント・各種設備機器

製品ニューヨーク市街道路下の蒸気配管設備

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容配管のべンドおよび直径変更による管壁圧力の軽減

FAURE HERMAN

製品オイルパイプライン

使用CAD Pro/Engineer

解析内容配管分岐の損失や形状をスタディ

製品パイプジョイントシステム

使用CAD

解析内容パイプ結合部の分岐流れをシミュレーション

Radley Engineering Ltd.

製品メタノールストレージタンク

使用CAD Pro/Engineer

解析内容メタノールガスの滞留状況の可視化

製品スチームボイラー管

使用CAD Pro/Engineer

解析内容出口スチーム分布の均一化

Fibreguide Ltd.

製品ノズルジェットの流路設計

使用CAD Solidworks

解析内容様々な流路デザイン案を比較

NFS Radiation Protection Systems, Inc.

製品除菌フィルター処理される作業ブースの設計

使用CAD Solidworks

解析内容シングルダクトをツインダクトにした場合の空気循環の比較

製品食品ショーケースのエアーカーテン

使用CAD

解析内容エアーカーテンによる商品陳列棚の冷却効率を確認

MOEN INCORPORATED

製品回転シャワーヘッド

使用CAD Pro/Engineer

解析内容設計開発期間を数週間短縮、また試作40%減少を達成

American Standard

製品水洗トイレのフラッシュバルブ

使用CAD Pro/Engineer

解析内容パワフルで高速に洗浄するためにより大きなフラッシュバルブを採用

AUTODESK CFD 業種適用事例

HVAC

Edwards & Zuck, P.C.

製品ディフューザの設計

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容ディフューザー形状による屋内の空気分布の可視化

Gerawan Farming, Inc.

製品倉庫内の流れ解析

使用CAD

解析内容倉庫内の換気ダクトによる流れ解析

製品ビルディングHVACシステムのルーバー

使用CAD AUTODESK INVENTOR

解析内容屋外設置において雨水が入らないようなルーバーの設計

AUTOMATED CONTROL SYSTEMS

製品カーパーキングビルにおける火災時の煙排出

使用CAD SpaceClaim

解析内容煙の伝搬や排出状況をフロー分布で確認

Buro Happold

製品美術館のU字廊下の流れ分布

使用CAD

解析内容空調設備設計にてシミュレーションを利用

製品アートギャラリーメインルームの室内温度

使用CAD Solidworks

解析内容日射による室内温度上昇を確認し、シェードを追加

製品コンピュータサーバルーム

使用CAD

解析内容換気ダクトのレイアウト設計と熱が溜まりやすいデッドゾーンの確認

製品スライディングベーンフローメータ

使用CAD Pro/Engineer

解析内容スライディングベーンメカニズムによる流量コントロール

製品軍事用の人用シェルター

使用CAD

解析内容シェルター内部の空気を可視化

製品航空機のキャビン

使用CAD Pro/Engineer

解析内容キャビンの空調設備

製品工場内のエアコンダクト

使用CAD Solidworks

解析内容エアコンダクトの吹き出し口設計

流体解析

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