XFlow メッシュレスの流体解析

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XFlow メッシュレスの流体解析


 

従来手法の制約を越える最先端のCFDソリューション

空気や水などの流体との相互作用が製品特性に大きく関わる、航空宇宙、自動車、エネルギー、電気電子、産業機械などの製品開発では、高価で時間のかかる試作実験による性能検証に代えて、開発初期段階から流体解析を活用して設計を最適化することが広く行われています。製品機能がより複雑化し、安全性への要求もさらに高度なものになっていく中で、流体解析ではより複雑で大規模な計算を扱うことが必要とされてきています。
XFlowは、従来手法の制約を越える最先端のCFDソリューションとして、Next Limit Dynamics SLが開発している解析ソフトウェアです。XFlowは複雑で大規模な流体とマルチフィジックスの解析を効率良く計算することができ、世界ブランドの主要製品を製造している多くの企業で利用されています。Next Limit Dynamics SLは、技術戦略に顧客要望を反映させながら、常に先駆的なCFDツールの開発を続けています。
 

XFlowの特徴
  • CFDの未来形
      高性能の動力学ソルバー、効率の良い高速なラージエディシミュレーション(Large-Eddy Simulation,LES)計算
  • シンプルで操作が容易な統一されたユーザインタフェース
      ユーザの手間と時間を節約する、容易なセットアップとポストプロセシングの操作
  • 解析モデル化の手間を省いた高い生産性
      従来のメッシュ生成プロセスを不要にする、粒子法ベースの流体解析
  • オープンな連携環境
      幅広い外部システムとの連携が可能なアーキテクチャー
  • フレキシブルでスケーラブルな解析
      ワークステーションから大規模クラスターまで、ユーザのシステム環境に柔軟に適合
  • マルチフィジックスのために開発されたソフトウェア
     容易に手軽に実現する、流体と構造のインテグレーション


 

 

従来のCFDの課題

従来のメッシュベース手法のCFDでは、解析結果の信頼性はメッシュ品質に依存しており、技術者は精度の良い解析モデルを作るためのメッシュ生成作業に、多大な工数を費やしています。​
また、固体が移動する現象や流体と構造の連成問題など、流体領域のトポロジーが動的に変化する現象をメッシュベース手法で解析するには多くの困難を伴います。

XFlowの従来のCFDとの大きな違い、メッシュ生成プロセスをなくす

XFlowは、独自の最新の格子ボルツマン法を用いた次世代のCFDソフトウエアです。特に、非定常の空力、自由表面、流体構造連成などの、高精度な流体解析を必要とする企業向けに設計されています。
XFlowのCFDアプローチは、解析に必要な作業をシンプルにします。パラメータ設定を最小化し、そして従来の多大なメッシュ生成作業から技術者を解放します。

XFlowにより、複雑なモデルの解析が、身近で簡単に実行できるものになります。
 
 

 

XFlowに組み込まれた最先端の技術

 

格子ボルツマン法を超えて


非平衡統計力学にて、ボルツマン方程式によってメゾスコピック(中間)スケールでモデル化されたガスの流動が説明されます。ボルツマン方程式は、水力学の全体を再現することができるだけでなく、航空宇宙、微小流体技術(マイクロフルイディクス)あるいは真空状態に近い希薄媒体をもモデル化することができます。
 


 
標準的な複数緩和時間モデル(Multiple-relaxation-time, MRT) とは対照的に、XFlowでは散乱演算子が中心モーメント空間に実装され、必然的にガリレイ不変性、解析精度、コードの安定性を改善しています。

 

メッシュを用いない、粒子法ベースの動力学ソルバー


XFlowは、標準的なハードウエア環境で高速に計算することができる、全く新しい粒子法ベースの動力学アルゴリズムを備えています。
 
 
XFlowの離散化アプローチでは、従来のメッシング作業が不要となり、もはや形状の複雑さは制約にはなりません。ユーザーは簡単な設定をするだけで格子生成の詳細レベルを容易にコントロールすることができ、格子生成の入力に用いるCAD形状モデルに高い品質が求められることもなく、移動固体モデルの形状変化にも柔軟に対応することができます。

 

解適合格子法


XFlowでは、解適合格子手法(Adoptive wake refinement)を用い、ユーザ要求に応じた格子分割を自動的に実行します。壁近傍や、流れの発達に伴う変化勾配の緩急に対応し、ダイナミックに制御された分割密度が自動的に設定されます。

 

高性能WMLES による乱流モデル


XFlowは、高性能の壁面ラージエディーシミュレーション(Wall-Modeled Large Eddy Simulation,WMLES )を乱流モデルに適用します。

この最先端のLESは、WALE (Wall-Adapting Local Eddy) の粘性モデルを基礎とし、局所的な渦粘性と壁近傍の流れ状態を一貫して表現します。計算効率も高く、多くのコードが提供するレイノルズ平均モデル(Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, RANS)と同等のCPU時間で解析を実行します。
 
 
単一の壁モデル

XFlowは、境界層のモデル化に単一の非平衡壁関数を使用しています。この壁関数は全てのケースに適用されるため、ユーザーが異なるモデルから選択したり、各モデルの制限を考慮する必要がありません。


高度な解析機能


XFlowソルバーは自由表面、二相流に加え以下の機能を有しています。
 
  • 熱解析
  • 多孔質媒体
  • 非ニュートン流体
  • 共役熱伝達(CHT)
  • ファンモデル
 

 

 

プリ処理、ソルバー、ポスト処理の統合化された環境

XFlowは独自の新しいインターフェイスと作業環境をユーザに提供します。プリ処理、ソルバー、ポスト処理は共通のユーザーインターフェイスで完全に統合されています。ユーザは、画面操作のインタフェースのレイアウトを自由に編集することもできます。
 
プリ処理   ポスト処理
粒子法ベースであることから、XFlowは使用するCAD形状モデルへの要求する条件が緩 くなります。例えば 空力解析では、流体ボリュームを可干渉性で定義することにより、Xflowは面の移動や交差を問題にしません。すなわち、XFlowではジオメトリの複雑さは制約にはなりません。   XFlowのポスト処理機能により、解析結果をインタラクティブにグラフィック表示することがでます。これらの操作は、ジョブ実行途中であっても実施可能です。さらに、解析結果をParaViewやEnSight Goldなどの外部アプリケーションで利用できるファイルに書き出すこともできます。
 
 

ほぼ線形に近いスケーラビリティ

DMP   SMP
XFlow はHPC環境に完全に対応し、大規模計算の要求にも幅広く適応することができます。 分散処理のノード数が増大しても、XFlowはの高い性能比を保ちます。   XFlowは、標準クラスのデスクトップPC上でも高速かつ高効率な性能を発揮します。XFlowの完全なパラレス処理は、ほぼ線形に近いスケーラビリティを実現します。
 

 

解析作業時間の例

XFlowは条件設定や格子作成の時間を大幅に短縮します。 XFlowの導入により、従来のアプローチではコンピュータ稼動時間を上回っていたエンジニアの作業時間をコンピュータ稼動時間以下に短縮することができます。


 

連携機能

XFlowは多くのソフトウエアと幅広く連携することが可能です。今後も新たな連携範囲を拡大していきます。
 

連携機能:

  • 形状モデル 
    STEP , IGES , STL
  • ユーザー定義関数
    関数式、テーブルデータ
  • 連成解析
    MSC Nastran(双方向連成 )
    MSC Adams(一方向連成)
    EDEM(一方向連成)
    CAESES(形状最適化)
  • ポスト処理
    Paraview , Ensight Gold 






EDEM:離散要素法による粒子運動シミュレションソフトウェア(開発元 DEM Solutions Ltd.)
CGNS: CFDデータの保存、検索、再利用のための世界標準を提供するCFD General Notion Systemの略称
     保存データの標準フォーマットおよびデータ操作ソフトェアを無償で提供

連携事例

MSC AdamsとXFlowの連成解析
この解析は、仮想的な雨水試験でのワイパー動作の効果を表現しています。カウルトップに侵入した雨水の飛沫を排除することができているかを確認する、車両空調システムの性能評価のための有効なシミュレーションです。


※ 画像をクリックすると動画が表示されます。


​「MSC AdamsとXFlowの連成解析機能により、ワイパー機構を含む仮想雨水試験が現実のものになりました。雨水の挙動を正確に予測する解析で、空気と水を確実に分離する方法を検討することができ、車両の雨水対策技術に大きな前進をもたらしました。その結果、数多くの高価な試作と実験が劇的に削減されています」。

Christian Kussmann氏 , qpunkt社副社長兼 R&D部門責任者


EDEMとXFLOWによる一方向連成解析
XFLOWで算出した速度場を用い、EDEMでサイズと密度が異なる粒子の搬送挙動を予測しています。結果のアニメーション表示にはEnSightを使用しています。
 

※ 画像をクリックすると動画が表示されます。
この事例は、DEM Solutions Ltd.とANALISIS-DSC (Dynamic & Security Computations, S. L.)の共同作品です。

 

自動車

外部流れ エアロダイナミクス

​​XFlowでは、本格的な空力性能評価を実施する仮想風洞モジュールが標準で用意されています。回転ホイール、可動部品を含む複雑な形状に作用する空気抵抗力を計算することができ、車両の追い越し挙動やサスペンション機構の動解析モデルとの連成解析も可能です。

分散相モデル (Discrete Phase Model)

XFlowでは、連続相における輸送方程式の解析に加えて、ラグランジュ 理論に基づく分散相の解析を実施することができます。この分散相モデルは、連続相の中に分散する粒子(水滴、氷粒、ほこり、泡など)の挙動を考慮した、コロイド流や泥跳ねの問題への適用が可能です。

流体音響

​​XFlowでは、ファン機構で生じる放射音の解析を行うことができます。製品開発段階で形状変更による影響を短期間で予測し、騒音低減対策の効果を評価することができます。XFlowの時刻暦の騒音解析は、エアロダイナミクスと音圧伝播を同時に計算します。

HVAC

XFlowの熱ソルバーは、車室内の暖房、換気、空調システムの性能評価に適用することができます。ファンの効果は、回転する部品モデル、もしくは入り口面の境界条件で表現します。車室内の空気流れ、各場所の温度、濃度などの物質の移流を解析することができます。

自由表面

XFlowは、燃料タンクへの給油、タンク内スロッシング、水が溜まった路面の水跳ね、冠水路走行などの流体の自由表面問題を解析することができます。 ​

熱冷却

XFlowの熱解析は輻射モデルを含み、車両のエンジンルームやアンダーフロアの熱流束と温度をエアロダイナミクスとのカップリンク解析で計算することができます。



 
 

航空宇宙

移動部品

XFlowでは移動する部品を含む解析を簡単に実施することができます。ランディングギアの展開、フラップの格納、回転翼などの機構部品の動作を伴う解析が可能です。

飛行操縦性

ピッチキャプチャやダッチロールなどの飛行操縦性の問題は、従来のCFDでは信頼性が高い結果を得ることが難しく、これまで多くの風洞実験や飛行実験を必要としていました。XFlowでは、これらの現象を高精度で予測することができます。

HVAC

XFlowの熱ソルバーは、車室内の暖房、換気、空調システムの性能評価に適用することができます。ファンの効果は、回転する部品モデル、もしくは入り口面の境界条件で表現します。車室内の空気流れ、各場所の温度、濃度などの物質の移流を解析することができます。

遷音速・超音速流れ

XFlowは、遷音速、超音速の幅広いマッハ数の非定常流れの解析が可能です。衝撃波や圧縮性の高い流れも解析することができます。

流体自由表面

XFlowは、タンク内スロッシングや着水のような流体自由表面の問題を効率良くモデル化し、高精度で解析することができます。

高揚力装置

XFlowは、航空機翼の線形領域から失速領域までの空力特性を解析することができ、離陸、着陸の姿勢の計算も可能です。優れた空間離散化手法により、航空機の詳細な形状を解析で評価することができます。


 

 

船舶

水力学

XFlowでは、自由表面解析用の仮想水槽モジュールが標準機能として提供されます。 船体周辺の流れを解析し、抵抗力、耐航性能、船体荷重、および水面、水中の後方渦を予測することができます。

移動部品

XFlowでは、潜水艦のプロペラのように外力や強制運動などにより動作を伴う部品の解析が可能です。ブレードに作用する圧力や荷重、流速分布、モーメント、プロペラ推進力、あるいは後方に生成される渦を予測することができます。

スロッシング

タンク内の液体が動くことで発生するタンク構造への動荷重は、船舶の安全上重要な問題です。XFlowは飛散する水滴を含む液体挙動を再現し、スロッシングによる衝撃荷重を予測することが可能です。表形式データなどを用いて任意の強制運動を与えることができます。

XFlowでは、海の幅広い条件を解析するため、線形波やストークス波を実装することで進行波の境界条件設定を可能としています。多孔質モデルを砂浜のモデル化や波の散逸研究に適用することができます。さらに、浮揚体の6自由度剛体運動の解析も可能です。



 
 

建築土木

エアロダイナミクス

XFlowの仮想風洞モジュールでは、流入口の乱流強度や風プロファイルの設定が可能で、本格的な空力解析を実施することができます。XFlowのシミュレーション機能を用い、建物、橋梁その他建築構造物への風荷重評価、構造物周辺の空気流れの分析や、汚染物質の輸送状態の解析を行うことができます。 

自由表面

XFlowが提供する自由表面ソルバーの機能を用いて、液体との相互作用により生じる構造物に対する荷重を予測することができます。

適用例
  • ​海洋構造物、港湾、水中パイプライン
  • ダムの放水、崩落
  • 地上、地下施設への浸水

室内快適性

XFlowの熱ソルバーにより、建物内の暖房、換気、空調機器の解析に利用することができます。所定位置の解析結果の観測が容易で、快適な温度状態を実現するためのHVAC機器の配置を、XFlowを用いて最適化することができます。

屋根構造

XFlowは、スタジアムや大型建築物の屋根構造に作用する荷重の解析に幅広く利用することができます。XFlow を用いて平均圧力分布や過渡的な最大、最小ピーク値を求めることができます。





 
 

エネルギー

風力タービンのエアロダイナミクス

XFlowの仮想風洞モジュールにより、風力タービンの非定常エアロダイナミクスを簡単に解析することが可能です。風の作用で生じるトルクによってローターを回転させたり、あるいは強制回転を与えることもできます。XFlowの解析により、タービン効率の評価や、ブレード荷重の予測、後方乱気流強度、風力タービン間の干渉効果を予測することが可能です。

自由表面

XFlowでは、マルチボディダイナミクスと連成した自由表面の解析が可能です。たとえば、波力発電設備の解析では、個々の剛体の自由移動や、剛体間の仮想ジョイントや実際の形状同士の接触による拘束条件を扱うことができます。

自然対流

XFlowの熱ソルバーでは、ソーラータワーのようなエネルギー変換設備の解析で、自然対流や強制対流による空気の流れを再現することが可能です。この適用例では太陽光で加熱されたコレクタ内空気の自然対流が発生し、タワーを上昇する空気の流れでタービンを動かして発電する挙動がシミュレートされています。

ソーラー発電

パラボラ集光器に作用する荷重を容易に解析することができます。XFlow は平均圧力分布や過渡的な最大、最小ピーク値を提供します。
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製造装置

熱設計


 

XFlowでは熱ソルバーを用いて、電子デバイスを耐熱安全温度以下に保つための冷却解析を行うこうとができますです。対流/拡散や輻射、ファンによる空気流れと連成した共役熱伝達を考慮した解析が可能です。ファンのモデル化は、回転する部品として、あるいは流量境界条件による設定のいずれかを選択することができます。

製造ロボット

XFlowは 、生産工場における産業用機械装置や生産ロボットのような、動きのある装置の周辺の流れを解析することができます。実際の動作を表現する、各部位の動きを設定することができます。分散相モデル(Disperse Phase Model)を用い、ダスト粒子の軌跡を追跡することもできます。
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攪拌

XFlowは、化学工場や水処理プラントの攪拌機、混合機の解析に使用することができます。単相流、及び表面張力を含む非混和性流体の二相流を解析します。攪拌子は回転部品としてモデル化することができます。

非ニュートン流体

歯磨きペースト、溶融樹脂、化学物質などの高粘性の非ニュートン流体は多くの産業分野で利用されています。XFlowの解析では、各種の複雑なレオロジー特性の粘性モデル(Newtonian, Sutherland, Cross, Herschel-Bulkley, Power Law, Carreau)を扱うことができ、 さらにユーザー定義関数を適用することができます。

スポーツ

サッカー、テニス、ゴルフといったスポーツで、エアロダイナミクスは重要な役割を担っています。 XFlowにより、飛行するボール周辺の流れ、 ボールに作用する抵抗力、揚力、サイドフォース を解析することができます。ボールの自由移動やスピンの変化が、ユーザーが設定した初期の並進速度、回転角速度、あるいは周辺空気との相互作用に基づいて表現されます。


 

 
「XFlowの自由表面アプローチは、スプレープロセスのモデリングに変革をもたらしました。推進システムや燃焼などの様々な産業でのスプレープロセスのモデリングに、XFlowが多大な影響を与えることを確信してます」。
Dr. Hermann Maier, Managing Director of gridlab GmbH








 
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適用事例

※ 画像をクリックすると動画が表示されます。
ギアボックス潤滑の多相流解析
​XFlowのフェーズフィールドソルバーは、可動部品をも含む高密度比、高粘度比の多相流解析が可能で、ギアボックスの空気と潤滑油を含む複雑な多相流現象を予測することができます。
弾性梁(Turek&Hron) XFlowとMSC Nastranの連成解析
​XFlowとMSC Nastranとの流体構造連成(FSI)解析の事例です。FSI機能はバージョン2014. Build 94 でリリースされました。
XFlowの画像処理機能
​Peugeot Onyxの3Dモデルを使ったポスト処理結果です。XFlowは高品位のグラフィクス処理機能を提供します。
産業ファンのCFDプロジェクト
​産業ファンの詳細形状をモデル化し、運動法則にしたがって回転させる流体解析を実施しています。XFlowの粒子ベースアプローチでは、信頼性の高い乱流モデル(Wall-Modeled Large Eddy Simulation)を用いることで、可動部品を含む解析に一切妥協を強いることがありません。XFlowで予測したファン圧力の実測値との誤差は0.9%の範囲に収まっています。
XFlowバージョン2014:次世代のCFDへ
​XFlowは、革新者、技術者、そして起業家の面をあわせ持つCFD信奉者達によって生み出されました。この動画の冒頭で登場するXFlow開発責任者が、次世代CFDソリューションについての意気込みを語ります。
XFlow-EDEM-Ensight連携
​EDEMとXFlowによる一方向連成解析を実施し、EnSightでポスト処理した事例を紹介します。XFlowで算出した速度場を用いて、EDEM上で異なるサイズ、密度の粒子を搬送しています。
この事例はDEM Solutions社、ANALISIS-DSC社の共同作品です。
XFlowの検証:SYSSER 50モデルの水抵抗力​
​Delft Systematic Yacht Hull Seriesは1973年に J. Gerritsma教授がMITのN. Newman、J. Kerwinと共同で開始したプロジェクトです。その目的は、ヨット船体の流体力学的性能(抵抗、耐航など)に様々なパラメータが与える影響を評価するために、一連のヨット船体について測定を行うことでした。SYSSER 50は一連のモデルの一つで、実測データがDSYHSウェブサイト上で公開されています。XFlow解析結果と実測データの比較結果は、XFlowの信頼性の高さを証明しています。
無人機の空母への着陸
​​X-47B無人航空機がGeorge H.W. Bush空母への着艦試験を初めて実施し成功した映像と、XFlowのシミュレーション事例を紹介しています。
(米国海軍Youtubeチャンネルによって映像再利用を認められています。)
風力発電の後流
​風力発電設備の高精度な非定常エアロダイナミクス解析の事例です。XFlowの粒子ベースの動力学ソルバーと独自の信頼性の高い乱流モデル(Wall-Modeled Large Eddy Simulation)により、移動境界と流体構造連成を実現しています。
この解析で、タービン効率を評価し、ブレード負荷と下流の乱流強度を予測することができます。
船舶の進水
​XFlowの仮想水槽モジュールは自由表面解析が可能で、可動部品の6-自由度の剛体運動を含む、船舶の進水のような複雑なシミュレーションを行うことができます。
船舶の進水は物的価値が高く、実験では多大なコストが必要となるため、シミュレーションが問題解決の唯一の手段です。
Christian Kussmann氏(qpunkt社副社長兼 R&D部門責任者)提供
ヘリコプターのブレードピッチ角変化​
​回転ブレードのピッチ角が周期的に変化するシミュレーションです。
ブレードのピッチ角はハブ周りの回転位置により決まり、全てのブレードが同じ位置で同じ入射角になるように変化しています。この周期的なピッチ角変化は、回転中のブレードが生み出す揚力と横方向の力の変化に作用し、結果的にディスク荷重を傾斜させます。この例ではY軸周りの負の方向に回転しています。(右画面では、流れが下方向に傾斜)
FGDノズル​
​スプレーノズルは広く利用されている重要なプロセスのひとつです。XFlowの自由表面アプローチは、複雑なノズル内部の流れやスプレー発達過程の解析を簡単に行うことができます。
ハイエンドなLESモデルは、VOF法と組み合わせることが可能です。スプレー分散流をかつてないレベルで詳細に再現することができます。
​gridlab社提供
スタジアム周辺の流れ​
​スペイン、マドリッドにある、有名なベルナベウ・スタジアム周辺の時速72キロの空気流れを表現している動画です。渦度のボリュームレンダリングを用いて、WMLESアプローチによって解析にされた乱流の状態を観察することができます。
フォーミュラー1のエアロダイナミクス​
​F1の渦度ボリュームレンダリングの動画です。XFlowのウェイクリファインメント機能によって、効率良く高精度の空力特性を予測することができます。
XFlowで最適化設計した帆船が2012ロンドン五輪で金メダル獲得
​WB-Sails社によって開発された帆船が2012ロンドンオリンピックで金メダルと銅メダルを獲得しました。物体の複雑な可動状態を解析できるXFlow独自の機能により、水力性能と空力性能の両方を最適化した帆船を設計することができ、最高のパフォーマンスが発揮されました。
WB-Sails社提供
アストン・マーチンの流体シミュレーション
​XFlowの仮想風洞モジュールでモデル化された、アストン・マーチン車体周辺のエアロダイナミクス解析の動画です。
qpunkt社提供
大規模建築物の風洞解析​
​Petronas Twin Towers (マレーシア、クアラルンプール)の​実寸大モデルの外部流エアロダイナミクスの動画です。後流の発達に応じて内部メッシュを再構築するXFlowのアダプティブ・ウェイク・リファインメント機能を用い、最大3.15億メッシュのモデルを解析しています。
NASA 台形翼の性能予測​
​XFlow開発チームは、AIAA主催第30回応用空力会議(2012年6月25-26日、ルイジアナ州ニュー・オリンズ)で実施された ハイリフト・プレディクション・ワークショップに参加しました。
入射角13度から37度まで実際に部品を可動させた高度な空力解析を報告しました。入射角の高い領域で発生する翼上の剥離が生じており、ストール発生後の現象が精度良く再現されています。

出典:Advanced Aerodynamic Analysis of the NASA High-Lift Trap Wing with a Moving Flap Configuration, David M. Holman, Ruddy M. Brionnaud, Francisco J. Martínez and Monica Mier-Torrecilla. AIAA 30th Applied Aerodynamics Conference.
D-JET機のスピンテスト
​XFlowのメッシュレス・テクノロジーは、Diamond Aircraft社D-JET機のスピンテストのような、複雑な流体構造連成解析を行うことができます。 機体は並進方向が拘束され、回転3方向の自由度を持ち、ロール、ヨー、ピッチの動きをします。短時間の過渡状態の後、左翼への流れの再付着が発生したタイミングで、機体のヨーレイトは安定し始め、滑らかでリアルなスピン挙動を導いています。
Diamond Aircraft社・Luc Van Bavel Design社提供​
大規模建築物の風荷重
​Bella Hotel​建築物を仮想風洞モジュールで入り口流れプロファイルを適用した解析事例です。動画の前半は、ボリュームレンダリングによって渦の状態を表示し、後半では建物各面の圧力を表示しています。
Ramboll社提供
トンネルを通過する高速鉄道​
​時速300キロでトンネルを通過する高速鉄道の解析事例です。
XFlowはメッシュレスで 完全ラグランジュアプローチのCFDであるため、可動部品に容易に適応します。LES乱流モデルも使用しており、乱流状態を正確に表現しています。
ホイールが回転するバイク周辺の流れ​
​時速180キロで走行するバイクとライダーの解析事例です。
実際に回転するホイールを含むエアロダイナミクス解析で、複数基準座標系 (MRF)を用いる必要がありません。
アダプティブ・ウェイク・リファインメントにより、渦や乱流が詳細に表現され、渦度のボリュームレンダリングの表示により、精密に観察することができます。
立方体障害物の周辺流れ​
​立方体周辺流れのLESによる解析事例です。後流に向かって馬蹄のような形で渦が発生し、上面と側面の前端エッジ部分で剥離が発生しています。立方体の後方で剥離が大きく発達し、馬蹄状の渦との間で相互作用が見られます。
冷蔵庫ドア開放の解析​
​冷蔵庫のドアを開けたときの、熱損失の解析事例です。冷蔵庫内の空気温度は3.5℃、外気温は24.5℃です。ドアを開放し続けると、エネルギーを無駄に消費してしまう様子が分かります。
エンジンピストンの解析​
​XFlowバージョン2011によるエンジンピストンの解析事例です。吸気、圧縮、排気のストロークを、バルブとピストンを可動させて解析しています。XFlowではバルブが完全に閉じる状態を表現することができます。
サイクロンチャンバーの解析​
​XFlowバージョン2011によるサイクロン・チャンバの解析事例です。流入する流れがチャンバ内で回転し、螺旋流れが維持されて低圧状態が作られます。渦度のボリュームレンダリングと断面速度分布が動画で表示されています。
電源装置の熱解析
​電源装置を許容温度範囲内に保つための冷却解析にXFlowの熱ソルバーが利用できます。対流、拡散、放射、共役熱伝達(CHT)を含む、ファンの強制空冷と連成する熱解析を行うことができます。
ハチドリの解析​
​ハチドリが羽ばたき飛翔している様子をシミュレートしています。
HVAC解析​
​XFlowの熱解析ソルバーは、室内空間の暖房、空調、換気の解析に適用することができます。XFlowの指定位置の結果をモニターする機能は、快適性のための空調機器の位置最適化の検討に活用することができます。流れの中の温度のボリュームレンダリングと、無質量マーカーの対流の様子が動画で表示されています。​
ボール逆止弁の解析​
​バネの作用で動くボール逆止弁の解析事例です。逆止弁は流入と流出のダクトで構成され、流入ダクトは、スプリングが取り付けられたボールで押さえられています。流入する流体がボールを押す力によりバネが動きます。流体の流入が止まると、ボールは元の場所に戻り、流路が封止されます。
ブイ解析​
​波との相互作用による、海面上のブイの6自由度の動きをシミュレートした事例です。
タンカー解析​
​海面の波にさらされるKRISOタンカーの解析事例です。船体に作用する流体力による浮沈が表現されています。
ランディング・ギアの展開​
​XFlowバージョン2011の可動部品の機能を活用して、ランディングギアの展開、フラップ可動、回転翼などの解析を行うことができます。
建築構造の空力​
​XFlowの仮想風洞モジュールでは、実寸大モデルを用いて建物、橋梁などの建築設備の周囲流れの解析を実施することができます。
ヘリコプター
​回転ブレード周囲の流れ解析の事例です。回転するブレードから生まれる空気流れの渦度のボリュームレンダリングを、レイトレーシングで表示しています。​
血流解析​
​XFlowは、医療画像を基に血液の流れをモデル化し、大動脈や動脈瘤などの空洞内の流れを解析して、人工心臓弁やステントの設計を支援することができます。柔軟な粘性モデル化機能により、ユーザ定義のレオロジーを容易に作成することができます。
スプリンクラー解析​
​XFlowは、スプリンクラーのように自由度をもった剛体を含む自由表面の解析を実施ができます。スプリンクラーヘッドは水流の力を受けて回転しています。
ウィンド・タービン解析​
​XFlowの仮想風洞モジュールを用いて、ウィンド・タービンの非定常エアロダイナミクス解析を容易に行うことができます。ローターは風力トルクに依存し、自由に回転しています。この動画では、ローター後流の等渦度面を表示しています。
円柱周りの流れ Re=4000​
​XFlowバージョン2011のLES乱流モデルを用いた、円柱周りのレイノルズ数4000の3次元流解析の結果です。この動画では、乱流の発生、流れの剥離と渦の乱れを観察することができます。
円柱周りの流れ Re=400​
​XFlowバージョン2011のLES乱流モデルを用いて、円柱周りのレイノルズ数400の3次元流れを解析した結果の動画です。
乗用車・トラックの追い越し解析​
​仮想風洞モジュールを用いて、実寸大の空力解析を簡単なセットアップで実施することが可能です。乗用車がトラックを追い越す中で作用する横風力の評価を行うこともできます。
ミラーの気流音解析​
​自動車走行中に車室内で感じる​流体騒音は、サイドミラー、Aピラー、タイヤ、ボンネット内部構造物など、露出部品周辺の流れの変化により引き起こされます。
XFlowの流体ソルバーは、音圧の波動を詳細に計算し、LESモデルにより流れの中の構造の変動を直接計算することができます。
歯磨きペーストの解析​
​非ニュートン流体は、歯磨きペースト、溶融樹脂、化学物質の混合など、多くの産業分野で広く利用されています。 XFlow2011から、非ニュートン流体の複雑なレオロジー特性の組み込みが容易になりました。
回転するサッカーボールの解析​
​サッカーのようなスポーツにおいて、空力は重要な役割を担います。XFlowは飛行するボール周辺の流れを解析し、 ボールに作用する抵抗力、揚力、サイドフォース を割り出します。XFlowの中では、ボールはユーザーが設定した初期の並進速度、回転角速度、あるいは周辺空気との相互作用に応じて自由に運動します。

動作環境<マシン推奨スペック>

 ​

システム要件 最小スペック 推奨スペック

 プロセッサー

Quad core processor

Dual Quad Core
もしくは Hexa Core i7 processors

オペレーティング
システム

Windows Vista x64
Linux x64*
 * glibc >= 2.5-34

Windows 7 x64
Linux x64*
 * glibc >= 2.5-34

メモリー

6 GB of RAM memory

12-24 GB

ハードディスク

500 GB

1 TB以上

グラフィック

512 MB graphics card
OpenGL >= 2.1 

1 GB graphics card
AMD/ATI もしくは NVIDIA
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