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» 2016年11月28日 10時00分 UPDATE

わずか半日で連成解析まで! 操作の流れが分かりやすい:汎用CAEツール「ANSYS AIM」の体験セミナーに参加してみた

ANSYS AIMは操作が容易でありながら、構造や流体、電磁界、また連成解析まで行える汎用CAEツールだ。解析に普段なじみのない人にも使いやすいよう新たに開発されたというGUIとソルバーを搭載した同ツールの、基本操作から連成解析までを体験した。

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 「ANSYS AIM 17.2」は2016年9月に発表された日本語対応の汎用CAEソフトウェアだ。ANSYSとしてまったく新しいGUIとソルバーを搭載。構造、流体、熱、電磁界解析を1つのプラットフォームにまとめ、マルチフィジックス解析が可能なツールである。解析専任者以外、例えば開発の初期段階から解析を積極的に導入したいと考える設計者などにも簡単に使えることを目指して1から開発された。このツールは機能の高さと使いやすさから注目を集めており、体験セミナーも好評だという。そこでそのセミナーに参加して、どのようなツールかを体感してみた。

メニューの順に追っていけば解析完了

 セミナーは午後からの半日をかけて行われ、少人数で1人1台のマシンを使って体験する。10月から既に数回開催しているが、毎回盛況だという。体験者の所属企業分野はエレクトロニクスや金属、また航空宇宙や機械、化学、大学など幅広いそうだ。セミナーではANSYS AIMのコンセプトと操作方法についてレクチャーを受けた後、ワークショップがスタート。熱流体解析、構造―流体連成解析、モデリングを実際に体験した。

photo 体験セミナーの会場の様子。少人数でじっくり体験できる

 体験は日本語表示を有効にして、単位系を設定してからスタート。まず「シミュレーションプロセステンプレート」から「流体」を選択し、「シミュレーションプロセス」を作成したら、流体解析のための作業の開始だ。操作画面は図1のようになっている。1つ目の流体解析で行ったのは、ミキサー内の熱流体解析だ。これは2つの入り口から低温流体と高温流体が流入し、下の出口から混合流体が出ていくもの。ここでは用意された形状データを開く。

図1 図1 ANSYS AIMのGUI。左のデータパネルで順に選択、入力を繰り返していく

  左側に出ているのが「データパネル」だ。設定が必要な項目は赤の「」、注意が必要な項目には黄色の「」マークが付き、問題がなければ緑になる。基本的にデータパネルの項目を順に選択、入力していけば、解析準備から結果確認までが行えるようになっている。下側にあるのは「ビューパネル」で、ジオメトリ、メッシュから解析、結果までのワークフロー図が表示されている。また上側には「ナビゲーションバー」がある。これは作業を階層的に確認することができるため、自分が全体工程の中のどこにいるのか把握しやすい。この3つのどれを使っても、目的の作業に移動することができる。

 ワークフロー1つ目の「メッシュ」では、解像度をスライドバーで調整し、壁面を複数選択して定義。これらを行うとマークが赤のから黄色のに変わり、メッシュ生成が可能になる。

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 続いてワークフロー2つ目の「解析」に移る。材料は初期設定では空気となっているため、水を選択。境界条件については、入口や出口などを選び、それぞれの位置をクリックして定義、流入速度や水温、出口のゲージ静圧を設定した。ここでステータスが黄色に変わり、解析実行ボタンを押せるようになるが、「ソルバーオプション」にてプロセス数(CPUの数)を2個から4個に変更し、最大反復数を200から500に変更した。

 ここまで来たらワークフロー3つ目の「解析」の実行ボタンをクリックして数分待つ。計算の進行状況は下のビューパネルの「解析モニター」から確認可能だ(図2)。

図2 図2 解析を実行中。収束しているのが分かる

 計算が終了したらワークフロー4つ目の「結果」を選択。コンターやベクトル、等値面、流線を表示させることが可能だ(図3)。

図3 図3 断面を決めてコンター図を表示したところ

操作の流れが分かりやすい

流体解析のワークショップが終了後、休憩をはさんで「流体―構造連成解析」やAIM独自の「形状作成」のワークショップと続くが、いずれもスムーズに進められた。体験してみて感じたのが、とにかく操作の流れが分かりやすいことだ。設計・解析の経験がほぼゼロでエンジニアでもない筆者が、何とか連成解析まで完了してしまったのは驚きだった。

 また設定画面がシンプルなのも、初心者にはありがたい。各設定の項目は閉じて並んでおり、どれを触ったらよいのか途方に暮れてしまうことがない。それでいて、設定画面を開きさえすれば詳細な設定が可能になっている。

 アンシスは流体、構造、電磁界、回路・システム、組み込みソフトウェアのシミュレーションツールを提供しており、これらを連携させることで、バーチャルな製品開発環境を構築できる。ただこれらの機能を融合させて使うには経験がいる。そこで「1つのプラットフォームでマルチフィジクス解析ができるツールを作ろう」というコンセプトの基に生まれたのがANSYS AIMだ。米国の大手顧客企業で、2005年の時点ではエンジニアのうち解析ツールを使っていたのは22人に1人の割合だったが、2015年には6人に1人になり、2020年にはエンジニア全員が解析を使用する予定だという。そうしたニーズを満たすべく生まれたのがANSYS AIMというわけだ。

 体験セミナーでは短時間で基本的な作業を一通り体験することができ、質問も十分に可能なので、ANSYS AIMがどんなものかじっくりと知ることができるだろう。これほど使いやすく高度なシミュレーション機能を備えたツールを試してみない手はない。さらにステップアップしたい場合は、流体解析ソフトウェア「ANSYS Fluent」などの体験セミナーも毎週実施している。どちらも無料なので、ぜひ一度セミナー会場を訪れてみてはいかがだろうか。

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提供:アンシス・ジャパン株式会社
アイティメディア営業企画/制作:MONOist 編集部/掲載内容有効期限:2016年12月27日