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scFLOW 多面体メッシュを用いた汎用熱流体解析システム
ポリヘドラルメッシュを採用した汎用熱流体解析システム
Cradle CFD 2023 について
Hexagonは、Cradle CFDバージョン2023をリリースいたしました。マルチフィジックスCFD（数値流体力学）ソリューションとして、お客様の設計、研究、製造における生産性向上を後押しいたします。
詳細についてはCradle CFD 2023 の新機能をご覧ください。
概要
scFLOWは、複雑なジオメトリを正確に表現するために非構造化メッシュを使用する次世代CFDツールです。ユーザーのレベルに応じて高品質の多面体メッシュ要素を生成し、複雑なモデルを構築するためのプリプロセッサと、より安定性と速度を確保するソルバーを備えています。これにより、航空宇宙や自動車の空力学、ファン、ポンプなどの回転機器の性能、電子デバイスの設計問題、多相現象、海洋プロペラの空穴現象などを解決することができます。
Marc、MSC Nastran、Adams、Actranとの共同シミュレーションやチェーン化されたシミュレーションにより、流体、構造、音響、マルチボディダイナミクスの相互作用と多様な解析がより現実的に実現できます。
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事例・ケーススタディ
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ポリヘドラルメッシャー
ポリヘドラルメッシャー
ポリヘドラル要素を使うことで、要素中心型ソルバーの安定性と計算精度が向上します。scFLOWpreでは目標要素数に従った要素の作成や流れの変化が激しくなるような壁面付近の要素を自動で細かくすることができます。また、各部品や領域ごとに粗密の指定もできる自動メッシャーです。 -
自由表面 (定常/非定常)
自由表面 (定常/非定常)
気体と液体の界面形状を計算します。VOF法（新手法FIRM）による計算は、高速かつ精度の高い計算が可能で、移動境界機能や重合格子、粒子追跡などとの併用も可能です。気液界面が安定する現象の場合は、定常計算が可能なため、従来よりも短時間で結果を得ることができます。 -
重合格子
重合格子
複数の計算格子（静止領域と移動領域）を重ね合わせることで、伸縮や回転移動では不可能だった領域の自由な移動設定が可能です。また物体の接触や複数の移動領域の重ね合わせなどにも対応しています。エンジンポートのバルブ開閉や、歯車同士が噛み合うギアポンプの解析などに利用できます。 -
6自由度運動 (6DOF)
6自由度運動 (6DOF)
流体力を受ける剛体が受動的に移動・回転をするときの現象を捉えるときに有効な機能です。ばねの弾性 (1次元並進運動) を考慮したボールバルブの解析や、6自由度剛体運動 (3次元並進運動＋3次元回転運動) を考慮した紙飛行機の解析などに取り組むことができます。その他にも、逆流防止弁、風力発電機や波力発電の羽車などの解析に応用されています。 -
キャビテーション
キャビテーション
水中で高速回転するプロペラなど、液体の圧力が小さくなるところで生じるキャビテーション（気化現象）を計算することができます。 キャビテーションの発生は圧力値をもとにしたキャビテーションモデルを適用して予測します。また、エロージョンなど、キャビテーションに起因する問題にも対応しています。 -
圧縮性流体
圧縮性流体
超音速流れや体積の膨張・収縮が大きい現象など、非圧縮性流体として扱えない問題に対応します。圧縮性流体の扱いは圧力ベースの計算手法の他に、高マッハ数でも安定して計算することができる密度べースの計算手法も用意されています。 -
沸騰・凝縮
沸騰・凝縮
自由表面解析（VOF法）では、沸騰・凝縮といった気体-液体間の相変化を考慮した解析を行うことができます。相変化を考慮することで単純な熱伝導だけでなく潜熱による熱移動も考慮できます。 例えば、液体から気体になることで周りから熱を奪っていくヒートパイプのような相変化を伴う熱交換器内部の解析などに利用できます。 -
離散要素法 (DEM)
離散要素法 (DEM)
粒子追跡機能と粒子間力 (DEM) を使用することで、流体が粒子充填物を通過する現象、例えば流動床や粉体輸送などのシミュレーションが行うことができます。 -
人体熱モデル (JOS)
人体熱モデル (JOS)
人体熱モデルと流体解析を組み合わせることで、ある温熱環境下に置かれた人体の体温と周囲環境の温度変化や湿度変化を解析する機能です。温度や流速など人体の周囲環境に加えて年齢、着衣量、および血流による熱の輸送など、人体の生理現象を考慮した解析ができます。 -
LES
LES
乱流を構成する渦のうち、格子サイズより小さな渦はモデル化し、それより大きな渦は直接的に計算する方法です。計算負荷は大きくなりますが、より実際に近い解析が可能です。特に時間変動の 影響が大きく、細かい渦まで捉える必要のある騒音解析などに良く利用されます。また計算負荷が小さい乱流モデル（RANS）とのハイブリッドモデルも利用できます。 -
FSI：流体構造連成解析
FSI：流体構造連成解析
構造解析ソフトウェアとの双方向の流体構造連成（FSI: Fluid Structure Interaction）ができます。剛体だけでなく弾性体も取り扱うことができるため、流体力を受けて物体が変形し、またその変形によって流れが変わる様な解析が可能です。 -
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リリース概要
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