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STAR-CCM+を用いた伝熱と相変化を伴う移動現象に関する解析
高温物体廻りにおける流体の蒸発現象を解析するためSTAR-CCM+の各種蒸発モデル、VOF法高解像度スキームの適用性および格子依存性を調べた。現象の定性的な傾向は解析することができたが、実用面では課題があることが分かった。
Formula SAEにおける空力開発について ~STAR‐CCM+を用いた解析事例~
Formula SAE(以下、FSAE)とはアメリカが発祥で、学生が主体となり世界共通のレギュレーションの元、一つのフォーミュラカーを企画から設計・開発すべてを行い、速さはもちろんコスト・創造性・売り手を仮定したプレゼンテーションという、ものづくりの総合力を養うことができます。現在は世界各国でそれぞれ年に一回大会が開催されています。FSAEではレギュレーションの都合上、少なくとも全日本大会では最高速度が100kphにも満たない上に、平均車速が60kphであるため、空力はそれほど重視されていませんでした。しかし近年の日本のFSAEでは前後にウイングを搭載し、アンダーパネルの形状を工夫し、積極的にダウンフォースを発生させるマシンが多くなりました。当チームでも空力の重要度を見直し、2014年度大会からフルエアロパッケージで挑みました。 FSAEで空力開発をするにあたって設計期間が短いため、メッシングとソルバーが一つのソフトででき、尚且つ異方性があり収束性にも優れているポリヘドラルメッシングができるSTAR‐CCM+を用いました。開発する際のパーツごとの解析事例、また、アップデートパーツの解析事例などを発表し、貴重な意見やアドバイスを頂けたらと思います。
STAR-CCM+による小型垂直軸風車の特性解析
STAR-CCM+を用いた小型垂直軸風車の解析について2つの事例を紹介する。1つ目は回転軸が主流に対して傾斜した状態にある直線翼垂直軸風車の3次元CFD解析であり、風車直径は0.75m、翼長は0.5m、翼数は2枚である。2つ目は低コスト化を目指して開発した円形翼バタフライ風車の3次元CFD解析であり、その風車直径は2m、翼直径は0.8m、翼数は4枚である。主に渦度場と出力特性の解析結果を示す。
空気圧縮を考慮した水面衝撃問題の数値解析事例について
コンテナ船等のスラミングによる水面衝撃圧及び構造応答の推定は、船首部の設計において重要な項目となっている。現行の構造規則では船体形状を2次元の楔形状に近似して設計荷重を与えているが、衝撃角が小さくなった時に高い衝撃圧を発生させる空気圧縮は考慮されておらず、空気圧縮を考慮したシミュレーションによる直接評価が求められている。本発表では、STAR-CCM+を用いて楔形状物体に作用する衝撃水圧を算出するためのモデル化を紹介する。また、現行構造規則のベースとなっている理論解、及びFSI(流体構造連成)解析と比較して、その予測精度を検証した。さらに、平坦部分に発生する空気圧縮の再現性を検証し、空気圧縮を考慮した衝撃荷重のモデル化について検討した。
EHPを用いたプレジャーボート曳波解析のご紹介
プレジャーボートが発生させる曳波の形状や流速をEHPで解析し、ウェイクボードに最適な曳波を発生させる船体重量バランスを検証しました。ウェイクボードに適した特性を持つ曳波を発生させる船体姿勢を解析で求め、実艇の開発に活用しております。マリンスポーツをより楽しんでいただくための製品開発の取組みの一例をご紹介させて頂きます。
富士電機におけるアークシミュレーション技術の開発
富士電機が取り組んできたSTAR-CCM+によるアークシミュレーション技術への取り組みの概要を紹介する。金属や樹脂の蒸発を考慮したプラズマ物性値の計算やロバスト性の高いビオ・サバールの式に基づく磁場計算をユーザーコードにより実現した方法について述べるとともに、表面電流法による磁性体の考慮、GPUコンピューティングによる磁場計算の高速化、配線用遮断器などの製品での解析結果などについて報告する。
HPC on AWS
HGSTではHDDの研究開発に不可欠な様々な解析ツールをAWS上で稼働させています。このセッションではSTAR-CCM+のスケーラビリティ、リモートでのプリポストプロセッシング、データ管理に関する検証結果をご紹介します。特にスケーラビリティについてはCD-adapco様ご協力の元、物理クラスターとの性能比較もご紹介します。また様々な検証のなかで見えてきたクラウドHPCの成果と課題についてもお話します。
DESとFW-Hによるシロッコファンの送風音予測
シロッコファンは多くの場所で使われ、人に近い場所で使われることが多いファンであるために、その低騒音化のためにこれまで多くの実験的研究が行われて来ました。しかしながらその内部流れはかなり複雑で騒音源の特定も実験では難しいことからCFDによる空力騒音解析が望まれています。今回は比較的計算コストの低いDESと分離解法であるFW-H法を組み合わせて小型シロッコファンの送風音を計算しました。実測結果と比較して定性的、定量的にリーズナブルな予測ができました。
CFD解析による粉末吸入喘息治療薬の気道内沈着挙動シミュレーション
これまで開発されてきた粉末吸入製剤について、理論的に粒子の肺内到達率を予測し、吸入製剤の設計が行われたことがほとんどない。それは、粉末吸入製剤の気道内での通過挙動や肺内到達挙動を予測するのが困難なためである。また、in-vitro実験によるカスケードインパクターにより得られた肺到達率を示す指標値が高くても、粉末吸入剤が肺深部まで到達していない可能性がある。本講演では、粉末吸入剤の肺への到達率を向上させるため、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いた気道内シミュレーション解析を行う。その際、既に実験で得られている喘息治療薬のトラニラスト粉末吸入製剤での肺内到達挙動と比較することで、肺内到達率を向上させる最適粒子について提案する。
A segurança em primeiro lugar: Desenvolvendo projetos mais seguros através da Simulação de CFD na Atkins Oil & Gas
A CD-adapco apresentará o Webinar sobre simulações de CFD aplicadas em projetos de segurança em instalações offshore e onshore (LNG, FLNG, plataformas de perfuração e produção, refinarias, etc.). A segurança é de primordial importância para projetistas e operadores nas instalações offshore e onshore . Neste contexto, as simulações de CFD tem sido amplamente utilizadas para predição e avaliação das consequências de vazamentos de hidrocarbonetos e focos de incêndio, com o objetivo de auxiliar nas decisões do projeto. Dispersão de gases e acúmulo de nuvens de gases; Modelagem de explosão; Focos...

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