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ヒートシンクのフィン形状や配置をパラメトリック化し、多様な設計パターンを柔軟に評価できるモデルを構築！
電気自動車の性能向上に伴い、バッテリーの高出力化が進み、それに伴う 電力消費の増加により発熱量も増大しています。 このため、バッテリーの安定した動作を確保し、性能を最大限に引き出す ためには、効率的な冷却構造の設計が不可欠となります。特に、バッテリー パックの温度管理は、セルの寿命や安全性に直結するため、最適な放熱機構の 設計が求められます。 本事例では、フィン付きヒートシンク構造を対象とし、熱交換効率の向上を 目的とした最適化を実施しました。 ※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。
CAESESで作成したパラメトリックモデルは、最適化計算に使用するさまざまな複雑形状をロバストに出力することが可能！
バッテリーは電気自動車(EV)において最も重要な構成要素の一つであり、 その性能や耐用年数は車両の走行距離や安全性、さらにはエネルギー効率にも 大きな影響を及ぼします。 特に、バッテリーの動作温度は、電池の充放電効率や劣化速度に直結するため、 適切な温度管理が不可欠です。温度が適切に制御されていないと、過熱による 劣化の加速や安全性の低下、逆に低温環境では出力低下や充電効率の悪化 といった問題が発生する可能性があります。そのため、バッテリーパックの 熱設計は、EVの性能を最大限引き出し、長期的な耐久性を確保する上で極めて 重要な要素となります。 本事例では、柔軟な変形を持つパラメトリックなバッテリーモデルを構築し、 最高温度の最小化を目的とする最適化計算を実施しました。 ※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。
コンテストの主な目的は、幅広い動作速度で最大の効率を達成できるプロペラを設計することでした
プロペラの設計では、最適な効率と性能を実現することが極めて 重要となります。 この度、AIとCFDを効果的に組み合わせることで、人気YouTube クリエイターが主催したオンラインのプロペラ設計コンテストにて 優勝することができました。 このコンテストでは、「CAESES」と「AirShaper」を使用して、 優れた効率を示す2つの高性能プロペラを作成することができました。 ※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。
部分的なパラメトリックモデリングを採用！船体形状の変形が定義
中国の海運業界を代表する企業のひとつであるMARIC(Marine Design＆ Reserch Institute of China)がCAESESを最初に活用したプロジェクトは、 コンテナ船の船体形状最適化に関する研究でした。 MARICのエンジニアは研究にあたり、優れた性能を持つベースラインを 選択して、18ノットと27ノットの速度における船体抵抗の削減を試みました。 ここでの制約条件は垂線間長、幅、喫水であり、これらを固定値としたうえで、 排水量の変化は±0.5％までとしました。 ※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。
AIFEMのトポロジー最適化機能を活用！複数の解析ステップと複数の作業条件を考慮
汎用有限要素解析ソフトウェアAIFEMを用いて、船体ウェブのトポロジー 最適化を行います。 船体ウェブは、船体を支える役割を担うだけでなく、水中での船体の 安定性を向上させる重要な構造体です。 造船プロセスにおいて、船体ウェブは一般的に高強度鋼板または アルミニウム板を使用して製造され、航行中に亀裂や変形が 生じないようにする必要があります。 そのため、軽量化を目的としたウェブプレートを最適化する際には、 複数の機械的作業条件の影響を考慮する必要があります。 この目的のもと、AIFEMのトポロジー最適化機能を活用することで、 複数の解析ステップと複数の作業条件を考慮した、トポロジー最適化 シナリオに対応することが可能となります。 ※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。
船体特性に関連するさまざまな部位を柔軟に制御することが可能！
CAD＋最適化ソフトウェアCAESESの開発元であるFRIENDSHIP SYSTEMSが 作成したツインスケグ船のパラメトリックモデルについて紹介します。 通常、形状が左右対称となるケースでは、船体の半分だけをモデル化 することになります。 CAESESでは、ユーザーの想定する変形を組み込んだモデルをロバストに 構築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。
流体力学の観点から最適化に取り組むことは非常に重要！EEXIとCIIについてご紹介
カーボンニュートラルの実現を目指して、2023年1月1日から 既存船エネルギー効率指標(EEXI)と年間燃費格付け制度(CII) の導入適用が始まります。 この規制により商業船舶の運航において新たな課題が生じることとなり、 船主たちは規制要件に応じて保有する船舶の評価と改善を行う必要があります。 国際的な航海や貿易活動をこれまでのように行うためには、証明書を取得 といった条件も存在するため、流体力学の観点から最適化に取り組むことは 非常に重要となることが考えられます。 ※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。
CAD＋最適化ソフトウェアCAESESによるパラメトリックモデリングなどをご紹介
自社開発の最適化プラットフォームであるAIPODによるラムジェットエンジンの エアインテーク最適化についてご紹介します。 ラムジェットエンジンはマッハ数3以上の吸気設計が対象となり、混合気が流入して 出口が亜音速流となる、ジェットエンジンの1種です。 異なる飛行マッハ数に対応するため、スパイクと呼ばれるセンターコーンを前後に 移動させることができ、最大飛行マッハ数3.5に達すると、テーパ形状の頂点で 形成されるマッハ線はちょうどリップと交差します。 ※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。
FRIENDSHIP社とRRD社との共同開発による軸流コンプレッサーブレードの最適化についてご紹介
航空機エンジンメーカーは、排気ガスや燃料消費量の削減という厳しい要求を 満たすために日々製品開発に取り組んでいます。 この取り組みには、空力的に優れたコンプレッサの設計を効率よく行うために、 設計プロセスのさらなる改善が求められています。 近年、グローバルな設計・性能要件を満たす適切なブレード形状を高効率で開発する ためには、形状作成ツールと流体解析ツールという異なるソフトウェア間で 多くの反復計算が必要となるのです。 ※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。
ペイロード、宇宙探索、宇宙旅行が、宇宙航空分野の目覚ましい発展の原動力になっています
ライト兄弟が最初に空を飛んだのは100年以上前のことですが、今では効率的かつ 手頃な価格で世界の隅々まで飛ぶことができる時代になりました。 将来的には高度90,000フィート以上でマッハ5を超える超音速、極超音速により、 4時間でイギリスからオーストラリアに飛ぶことが予想されており、この驚くべき 偉業は20年以内に実現する可能性があるとされています。 さらに印象的なのが、空と宇宙の領域を橋渡しする宇宙飛行機の開発です。 ※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。
最適化計算による最適候補解の取得は、設計開発のおいて構想のはじまりや製品改善の一歩目となる重要なステップです
CAESESのバージョンアップによる機能拡張や外部の解析ソフトウェアの 発展により最適化手法は、一定数に留まることはなく、常に新しい手法が 検討されています。 そもそもCAESESのような最適化ソフトウェアと利用している 解析ソフトウェアとの連携がイメージできない方もいるかと思います。 そこでこの記事では、数あるCAESESを用いた船型最適化手法の中から 実際に利用されているケースを2つ紹介します。 ※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。
計算に使用するブレードは、CAESESの"Generic Blade"という機能を使用して作成することができます
CAESESは、CFDソフトウェアとの接続による自動化システムでの最適化設計が メリットのひとつにあります。 この記事では、実際に使用されているOpenfoamとCAESESによる船用プロペラの ブレード形状最適化について紹介します。 CAESESでは、パラメトリックな2Dモデルや3Dモデルを設計するための手法に加え、 様々な外部ソフトウェアと接続することが可能になっています。 ※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。
最適化第一段階の目的関数は、喫水と速度の組み合わせ5つに対する消費電力と海上時の船体加重が設定されました
今回は、ヨーロッパの船級協会であるDNV GLのばら積み貨物船の最適化 ケースを紹介します。 このケースは、ばら積み貨物船の船体及びプロペラの最適化計算になります。 対象となる船体は「Diamond 2」と呼ばれるウルトラマックスサイズの船体です。 最適化には、造波の低減、船尾部の推進力、船尾部のねじれ、プロペラの デザインが含まれており、形状はCAESESのCAD機能を使用して作成されました。 ※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。
様々な不確実要素を考慮した石油タンカーの内部レイアウトの最適設計を実施します
船舶、特に大型船舶において船体内部空間のサイズ、位置は、コンセプト設計と 呼ばれ、設計の初期段階で検討されます。 石油タンカーの場合、船体内部のレイアウト設計は、操業期間内全体の性能を 評価する最適化問題として検討されます。 最適化実施時の目的関数は経済的利益、安全性、環境汚染防止等、多目的となり、 一つの評価項目として挙げられるのは貨物積載能力に対する船体に発生する 曲げモーメントになります。 ※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。
汎用ツールであるSTAR-CCM+を使用して流体力学的騒音レベルを低減するための反復設計プロセスの開発を行いました
水艦運転時に発生する自己騒音発生源は、3つのカテゴリーに分類されます。 プロペラの騒音は回転速度が上昇することにより、キャビテーションが発生し、 スクリューから発生するノイズです。 流体力学的騒音は、潜水艦が水中を移動することから生じるすべての騒音源が 含まれています。 機械的騒音は、潜水艦に搭載されているエンジン、操縦機器、補助機械等から 生じる機械音です。 ※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。
