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オフィスビルのペリメータ空間では,透過日射の影響により,不均一な放射環境が形成されている。このような空間の温熱環境を制御・設計するためには,人体に入射する日射および長波長放射の影響と,人体周囲の気流性状を詳細に考慮することが重要である。本講演では,不均一温熱環境の高精度予測を目的に,温熱環境の実測とCFD解析を行い,CFDの予測精度や,解析条件のモデル化について検討した結果について報告する。
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(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。
学生フォーミュラの活動内容、ルール、車両などについての紹介し、特に学生フォーミュラ車両におけるウィングの必要性をご説明します。レースにおける車両開発時の目標ダウンフォース量を達成するための、CFD適用事例としてフロントウィング、アンダーフロア、リアウィング開発の工夫や設計プロセスをご紹介します
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。
省エネ、処理品質の向上、環境負荷の低減をめざし、国内でも加圧ガス焼入れの普及が進みつつある。しかし、日本国内では高圧ガス保安法の規制があり、焼入圧力1MPa以上での量産が困難である。本件ではシミュレーションを活用し、ガス流れの観点から焼入れ時の部品レイアウトや処理炉の構造を最適化することで熱処理歪の低減、焼入能力の最大化と設備コストの低減について検討をしたので報告する。
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。
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。
SPEEDを活用したBLM設計事例を紹介します。スロットコンビネーションから形状決定に至るトピックを説明し、設計の理想と現実に対してSPEEDのメリットについて話します。また、温度分布予測について、SPEEDとSTAR-CCM+の比較を紹介します。
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。

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