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連成解析用データ連携ツール Advance/MPLink

シミュレーション連携ソフトウェア ~複合した物理現象のシミュレーションを支援~

複合問題のシミュレーションの課題

現在では、製品の信頼性向上、開発期間の短縮のために、設計の初期段階から多面的なシミュレーションが必要となり、構造解析、振動・音響解析、熱伝導解析、電場・磁場解析、流体解析、衝突・衝撃解析など多くのシミュレーションが行われております。

一方、タービン等の流体機械は、高温高圧のガスを受けながら回転するため、この時のガス(流体)の温度や圧力の変動、および、それによる翼などの強度(構造)等複合した現象が問題となります。また、プラント構造物でも同様に、内部流体だけではなく、それによる構造の強度が懸念材料となります。さらに、自動車部品など、走行中の流体力による振動問題等、流体と振動という複合した物理現象の問題は、世の中に多く見受けられます。実際に、世に送り出された製品において、こういった複合現象がしばしば深刻な事態を招いてきました。

多くの現象のシミュレーションを行うために、多様なソフトウェアが利用されているにも関わらず、基本的にはこれらのソフトウェアはそれぞれの分野の中だけで解を求めるにすぎず、構造と流体、電磁場と音響などの自由な組み合わせには適用できないのが現状でした。

複合問題のシミュレーションの現状

主な理由としては、複合した現象を解くためには、シミュレーションに複雑な手続きとコスト、莫大なシミュレーション時間がかかっていたためです。そのため、従来の設計段階では、これらの検討は除外されるか、あるいは、多額のコストをかけて、実験による検討を余儀なくされていたかと思います。

近年では連成解析データの連携の際に、各シミュレーションを同時に走らせ、それぞれが占有するメモリー間で物理量の転送を通信で行う方法も行われております。しかし、全シミュレーションをカバーするため、多くのメモリーが必要となります。また各シミュレーションにおけるモデル規模や時間ステップ数がまちまちなためにシミュレーション間の転送の待ち時間が増大し、全体の計算時間も増大します。このような状況から、プロセス間の通信を前提とした連成計算では、汎用ソフトウェアの提供は難しいのが現状です。

Advance/MPLinkで解決できること

このためAdvance/MPLinkは、各シミュレーションの結果(物理量)をファイル間で変換・転送することを選択しました。これにより、現実的な連成解析のソフトウェアとして、汎用的に利用できる機能をシンプルな形で実現できました。また、従来のシミュレーションソフトウェアの知見を生かしたままで、各解析を実行可能です。

以上により、Advance/MPLinkを利用することで、すでに導入されている既存のソフトウェア資産を利用して、構造、流体、音響解析等の間で自由にシミュレーションデータを交換し、複雑な現象を多面的な角度から検討することが可能となります。


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