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適切な製品を顧客へ提供！Parrot社におけるCAESESのメリットや活用方法について紹介
ドローンの設計開発を行うフランスのParrot社では、ドローンの プロペラ設計にCAESESを採用しています。 ドローン市場のエキスパートであるParrot社のエンジニアがCAESESを 導入した理由は、設計プロセスのスピードアップおよび、さらなる 適切な製品を顧客へ提供するためです。 ここでは、Parrot社におけるCAESESのメリットや活用方法について 紹介します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
ポンプモデルのパラメトリックモデルやH-Q(ヘッド-流量)とT-Q(トルク-流量)の評価をご紹介！
この記事では、ペンシルバニア州立大学医学部の研究者が行っている、 CAESESとCONVERGEを用いた補助人工心臓の研究開発について紹介します。 この研究の目標は、溶血、フォンウィルブランド因子の分解、血栓形成 などの有害事象のリスクを低減しつつ、人口心臓に使用されるポンプの サイズを縮小することです。 幅広いポンプデザインを効率的に作成するため、CAESESではポンプの 流路形状をパラメトリックモデル化しました。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
自動化されたプロセスによるパラメトリックモデルの最適化計算を可能に！
このケースでは、SIEMENSとの共同プロジェクトである、 エンドウォール・コンタリングを含むガスタービン固定ブレードの 形状最適化について紹介します。 CAESESを用いた効率的なワークフローは、設計開発への大きな 支援となり得ます。 今回のアプリケーションであるガスタービンは、内燃機関の一種であり、 発電機の駆動などに使用されます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
CAESESは、最適化計算を行い、ユーザーの設計業務のサポート行うことが可能！
このケースでは、垂直軸式風力タービンの最適化計算について紹介します。 最適化設計システムCAESESの開発元であるFRIENDSHIP SYSTEMS社は、 メッシュ作成ソフトウェアPointwiseを用いて垂直軸式風力タービンの 空力挙動を調査しました。 FRIENDSHIP SYSTEMS社は、最初の取り組みとしてPointwiseによる 自動メッシュ作成をCAESESと接続し、解析ソフトウェアを含む各ツールを 用いて、垂直軸式風力タービンを2Dで最適化するという手法を実行しました。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
実際に行われた研究を元にCFDソルバーSimericsMPとCAESESの連携による設計システムについて解説！
ソフトウェアの販売を行うイタリアのOMIQ SRL社(以下、OMIQ)は、 デンマークの機械メーカーであるDanfoss社が開発する高圧ポンプの ポペットバルブを用いて自動設計システムの研究を行いました。 このケースでは、実際に行われた研究を元にCFDソルバーSimericsMPと CAESESの連携による設計システムについて紹介していきます。 このケースの問題としては、ポペットバルブが作動中に許容できない 不安定な挙動を起こすという点になります。ポペットバルブが最大変位 (27.5[mm])まで開こうとすると、流れの不安定性が増すことにより ポペットバルブへの圧力が減少、最終的にはバルブが全開状態に ならない(残り約6[mm]まで閉じる)ことが判明しました。 この不安定な現象は、SimericsMPを使用した非定常解析によって 検証されました。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
最小曲率半径が約2.5mmの場合、スチールベルトの塑性変形を防ぐことが可能！
流体力学における任意条件下における遷移境界層予測は非常に難しい 課題となります。 カールスルーエ大学の研究グループにおいて圧力勾配、主流乱れ、表面粗さ などの影響を考慮した遷移境界層予測を行うための試験に対する適した 前縁形状最適化をCAESESとオープンソースOpenFOAMを用いて実施しました。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
10MW級の発電所において排熱再利用(WHR)超臨界二酸化炭素軸流タービンの設計事例を紹介！
従来の火力や原子力発電所では、作業流体として蒸気や燃焼ガス等を利用して タービンを駆動させ、発電しています。 この事例ではCAESESを用いた比較的温和な状態で超臨界状態となる 二酸化炭素(CO2)を用いた超臨界二酸化炭素(sCO2)を作動流体とする 軸流タービンの設計方法を紹介いたします。 超臨界状態とは気体と液体の中間の特性を示し、密度、熱容量が大きいため、 臨界点以下の気体を用いた場合のサイクル効率よりも改善する可能性があります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
CAESESを使用して探索した手順では数ヶ月から数日という作業時間短縮を実現！
バルブの設計最適化は多くの最適化対象の1つであり、CAESESを用いて 設計変更のプロセスを適切に自動化し、CFDソルバーで生成された実施ケース数の 分析を行うことで、製品化までの時間を大幅に短縮すると共に、制約条件下での 真の適切な設計を探索することが可能です。 バルブは様々な通路を開いたり、閉じたり、部分的に塞いだりして、 流体の流れを制御、誘導、または調整するデバイスです。開いたバルブでは、 流体は高圧から低圧の方向に流れます。通常、バルブ最適化の主な目的は 指定された圧力損失でバルブを通過する流量を調整することです。 これは流れ係数として表現されることが多く、この係数は流れの効率の 相対的な尺度であります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
得られた結果は、標準的な工業用攪拌機の混合時間よりも10％〜20％短くなります！
攪拌機は広く使用されている装置であり、そのサイズと形状は 作業環境によって異なります。 CAESESのパラメトリックモデリングは、その性能の調整を容易に するとともに最適化を可能にします。 CAESESでモデリングし、構造的な変化はパラメータによって調整できるため、 さまざまな作業環境に適した攪拌機を簡単に得ることができます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
パラメトリックモデルを構築することで圧縮機全体モデルの最適化を実行することも可能！
遠心圧縮機は、コンパクトでありながら圧力比が高い特長をもっており、 航空機や船舶の分野におけるシステムに広く使用されています。 インペラ設計は遠心圧縮機の重要な設計項目であり、圧縮機性能に 大きな影響を与えます。 本事例では既存の遠心圧縮機インペラモデルに対して、CFDツールと 組み合わせたCAESESを使用し、自動性能最適化を実施した例となります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
AIPODに基づく最適化計算により、質量4.69％の削減となりました！
本解析では、バッテリーパックの自動シミュレーションプロセスを構築し、 質量最小化を目標とする最適化を行います。AIPODに搭載されたソフトウェア インターフェースにより、プロセスの設定は非常に簡単です。 最適化を行うにあたりバッテリーパックのプレート板厚36個が設計変数として 与えられました。 最適化目標は質量最小化となりますが、モデルの振動数、最大塑性ひずみ、 および最大RMS応力を制約条件として設定します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくは、お気軽にお問い合わせください。
水冷プレートの圧力損失dpが25kPa未満の制限において、断面温度差を13.403％低減！
汎用最適化ソフトウェアAIPODを用いて、新エネルギー自動車に使用される バッテリーパック水冷プレートの性能最適化を実施します。 非定常の低温加熱条件と定常の流動抵抗条件下では、断面の最低温度が5℃ 上昇すると、バッテリーセルのZ方向1/2断面の温度差が小さくなりますが、 流路圧損は25kPa未満である必要があります。 ここで使用する水冷プレートモデルは、パラメトリックモデリングソフトウェア CAESESで作成されており、水冷プレート内部の流路領域のみを最適化対象として、 その他の構成要素や条件は変更しません。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
最適化計算はAIPODに搭載された最適化アルゴリズムSilverBulletよって設計空間の探索を実施！
汎用最適化プラットフォームAIPODを用いて、新エネルギー自動車の 電気システムに使用されるIGBT用ヒートシンクのピン配置最適化を実施します。 ヒートシンクは、発熱源からの熱を受け取り外気へと放出する部品であり、 その目的上、制約に沿うように表面積が広くなるような形状となることが 理想的です。 そのため、電子部品の性能安定や長時間稼働に対して、ヒートシンクの最適化は 重要な項目となります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
レーシングカーに付属するリアウイング形状の最適化にCAESESを活用！
CAESESの開発元であるFRIENDSHIP SYSTEMSは、これまでにFaSTTUBeや Ryerson Formula Racing Teamといった学生レーシングチームの支援を 積極的に行ってきました。 その中でも、ドイツ全土の学生が集まるFormula Student Germany(FSG) というレーシングカーのコンテストにおいて、レーシングカーに付属する リアウイング形状の最適化にCAESESは活用されました。 本事例では、リアウイングの最適化およびその結果について紹介します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
開発設計業務をサポート！有効に活用できる機能についてご紹介
最適化計算ソフトウェアCAESESと熱流体解析ソフトウェアCONVERGEは、 形状最適化や設計変数の影響調査を目的とする連携最適化システムとして 設計開発の現場でエンジニアのサポートを行っています。 この記事では、CONVERGEとの連携の際にCAESESで有効に活用できる 機能について、吸気ポートモデルやピストンモデルを用いて紹介していきます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
パラメトリックモデルはCAESESで作成し、商用CFDツールで求めた随伴解を設計変数にマッピング！
このケーススタディでは、スポーツカーのリアウイングに対する抗力と ダウンフォース(走行する自動車に発生する負の揚力)に関する最適化を 行いました。 この最適化では、リアウイングのパラメトリックモデルはCAESESで作成し、 商用CFDツールで求めた随伴解を設計変数にマッピングします。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
エンジン燃焼プロセスの開発において、3DのCFD解析は重要なツール！
ディーゼルエンジンは、高い性能基準を維持しながら、燃料消費量の削減に 焦点を当てる必要があります。 この観点から、直噴ターボディーゼルエンジンは魅力的なソリューションの ひとつであり、これらのエンジンを開発する際、燃料消費量の削減と高い性能 基準に加えて、排気ガスの削減が重要な課題となります。燃料消費量と排出ガス、 両方の問題については、エンジン内の仕組みによって対処することが可能です。 エンジン燃焼プロセスの開発において、3DのCFD解析は重要なツールであり、 これによって筒内の流れ、内部混合気体の形成および燃焼、ならびに排出物の 形成を調査することができます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
フレキシブルなパラメトリックモデルに基づく最高温度の最小化を目的とした最適化を実施！
電気自動車において、モーターは車両の駆動を担う重要な動力部品であり、 その性能と耐久性を維持するためには適切な熱管理が不可欠です。特に、 冷却システムはモーター内部の熱を効率的に放散し、安定した動作を確保 する上で重要な役割を果たします。 モーターの熱設計最適化では、冷却性能を最大化するために、さまざまな 設計パターンを通じて適切な冷却効果を研究する必要があります。最適化 プロセスでは、流路の数や直径、端部巻線の傾斜角や配置といった設計 パラメータが重要な要素となります。さらに、冷却効率を高めるためには、 流量制御や端部巻線の温度管理にも細心の注意を払う必要があります。 本事例では、フレキシブルなパラメトリックモデルに基づく最高温度の 最小化を目的とした最適化を実施しました。ステータとロータで構成された モーターを、さまざまな形状変化が可能となる設計変数を定義しており、 適切な流路パターンを導き出します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
KCS船の抗力最適化をベースとして次元圧縮機能について紹介します！
パラメトリックモデリング・最適化ソフトウェアCAESESを用いて 船体の水力学性能を最適化するには、まず船体可変ジオメトリの 変形に関する設計変数を抽出します。 この過程において設計変数を増やすことで、より多彩な変形形状を 取得することができることに加え、より良い船型設計案を得られる 確度が高くなります。 しかし、シミュレーション(CFD解析など)に必要な計算ケース数は 指数的に増加する(推奨ケース数S＝2N、Nは設計変数の個数)ため、 計算コストと時間コストがより大規模なものとなってしまいます。 この問題を解決するために、CAESES5では、主成分分析(PCA)手法に 基づいた次元圧縮機能を提供します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
これまで問題とこれからの挑戦やソリューション、応用利点をご紹介！
汎用データ分析・モデリングソフトウェアDTEmpowerを用いて、船体線図の データ駆動型設計を実施します。 船体線図の設計は船舶設計における重要な内容であり、船舶の技術性能と 経済性に重大な影響を及ぼします。 従来の船形設計手法は手作業設計であり、CADによる補助設計とCFDによる 技術評価の開発過程を経て行われていますが、より効率的かつ知能性な ワークフローの構築ができると考えられてきました。 データに基づくインテリジェントな設計最適化プラットフォームを活用 することで、性能指標をターゲットに、「適切な」設計を効率的かつ 迅速に見つけることができます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
合理的な最適化戦略の選択が特に重要！サロゲートモデルを活用した最適化！
本事例では、船体形状を対象とする、CFD解析と自動最適化、さらにサロゲートモデルを用いた抵抗低減の取り組みをご紹介します。 下記のような背景・課題に対して、効果的なソリューションとなります。 ・設計初期段階における広い設計空間を対象に効率的な探索を行いたい場合 ・CFD解析に長時間を要し、通常のCFD最適化では試行回数が不足する場合 ・限られたリソースと期間の中で、設計検討の質を高めたい場合 詳細な背景、最適化のアプローチ、最適化結果については、PDFをダウンロードしてご確認ください。
フォイルボードに付属するプロペラの設計について一部紹介します！
みなさんは、"efoil"をご存じでしょうか。 efoilとは、水の上を飛んでいるような感覚を味わうことができる、 電動のフォイルボードです。 ここでは、CAESESのユーザーがCAESES開発元のFRIENDSHIP SYSTEMSに 相談した、フォイルボードに付属するプロペラの設計について一部紹介します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
スクリプトファイルのパラメータ制御やOpenFOAM連携時の最適化実行についてご紹介！
この記事では、OpenFOAMとCAESESによる形状最適化のプロセスに おけるソフトウェア接続に焦点を当てていきます。 対象とするアプリケーションはプロペラブレードとしており、 外部のソフトウェアとCAESESの接続は短時間でできるため、 ブレードの自動最適化や設計検討を迅速にスタートさせることが 可能となります。 CAESESとOpenFOAMの連携については、様々なケースで活用されており、 CAESES内にもチュートリアルやサンプルファイルが用意されています。 オープンソースソフトウェアを用いたこの連携システムは非常に 効率的であり、最適化計算の恩恵を大きく受けることが可能です。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
船型最適化を行うにあたり考案した、ジオメトリから設計パラメータを知るための手法！
CAESESによるパラメトリックモデリングでは、作成したモデルと 設計パラメータとなる関数を用いて形状の制御を行います。 しかし状況によっては、設計パラメータの値が分からないケースもあり、 作成済みのモデルから設計パラメータを取得したいという場合もあるでしょう。 今回紹介するケースは、ハンブルク工科大学の大学院生が取り組んだ プロジェクトの一部となります。 船型最適化を行うにあたり考案した、ジオメトリから設計パラメータを 知るための本手法は、他の多くのアプリケーションにおいても活用することが 期待されています。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
CAESESを活用することで年間のCO2排出量がどれほど削減されたかについて紹介！
CAESESの開発元であるFRIENDSHIP SYSTEMS社は、ターボ機械や エンジン関連パーツのみならず船舶の改善業務のサポートを通じて、 エネルギー消費やCO2排出量の削減に貢献してきました。 この記事では、CO2排出量削減のための設計・改善の経験やCAESESを 活用することで年間のCO2排出量がどれほど削減されたかについて 紹介していきます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
近年需要が高まっている無人航空機（UAV）の設計において、最適化アルゴリズムを活用した取り組みを紹介します
UAVは無線遠隔制御装置および内蔵型プログラム制御装置により制御され、 無人固定翼機、無人垂直離着陸機、無人飛行船、無人ヘリコプター、 無人マルチローター機など多様な形式に分類されます。 利用用途も広く、航空写真や農業、災害救助、感染症の監視、地図作成、 報道、映画・テレビ撮影など、多岐にわたっています。 最適化にあたり、無人航空機の翼形状を対象として、フルパラメトリック ブレードモデルを作成し、自動化された設計とCFD解析を連携させることで 適切な設計案を見つけ出します。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
形状最適化を行うにあたり、パラメトリックモデルの作成と最適化計算にはCAESESが使用されました
今後大きな成長が見込まれるヨーロッパの洋上風力発電の運用・保守サービス (Operation, Maintenance and Service)の業界では、会社間での熾烈な 製品競争が繰り広げられています。 関連企業は業界で生き残るために、「船舶の低コスト化」、「高効率化」、 「高収益化」を可能な限り追求し、設計開発を進めています。 今回紹介するプロジェクトは、革新的な構造を持つSWATH船型支援船の 形状最適化になります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
過度な抵抗を回避するために、スポンソンの周りに合理化された追加形状を設計し、全体の船体形状として統合しました
自航式SEP船(Self-Elevating Platform)の改造設計では、スパッドカン (ジャッキ部の足)のサイズを大きくすることで、海底にかかる圧力を 下げるという手法がとられます。 また、貨物容量を増やすために、喫水を増加させ、船の側面に沿って スポンソン(安定性向上のための船体外側の張り出し)が追加されます。 アップグレードされたスパッドカンや船体形状は、流体力学的特性に 大きな影響を及ぼします。特に船体に対して規模が大きく拡大された スパッドカンは影響が表れやすいとされています。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
VRPの高効率化は、自動船位保持中の燃料消費量とガス排出量の削減を実現します
ドイツの機械メーカであるVOITH社が開発したラジアルプロペラ(以下：VRP)は、 固定ピッチのアジマススラスターとステアリングシステムを1つのユニットに 組み合わせた構成となっています。 この設計原理は、高出力と信頼性に加えて正確な動的変位が必要な機械に 対して有効なものになっています。 特に氷水や深海などの厳しい環境では、半潜水型プラットフォーム、掘削船、 風力タービンを組み立てるための特殊船などが、VRPを用いて目的地に迅速 かつ安全に到着し、確実に停止位置を保持できるようになります。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
パラメトリックモデリング、CFD解析および最適化処理後に得られた総船体抵抗は2〜3％減少しました
CAESESの船体パラメトリックモデリングは、CFDソフトと組み合わせて、船体形状の 研究を促進し（抵抗を減らし）、船体の性能を最適化する設計を可能にします。 船体形状、特に前方形状は船体の抵抗に大きな影響を与え、形状の最適化が 重要です。CAESESでは、船体を簡単にパラメトリックモデル化でき、 船体の形状を容易に調整できます。 複数の形状パターンを生成し、解析ツールと組み合わせることで、さまざまな 最適化目標に従って設計を最適化できます。 ※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
