Altair AcuSolve

製品紹介

概要

Altair AcuSolve
熱流体解析ソフトAcuSolveはHyperWorksの効率的なCFDソルバーとして機能します。
AcuSolveは既に理論的に高い精度が証明されている、Galerkin/Least-Squares 法（GLS）の有限要素定式化に基づいた高速、安定でさらに高精度の解析ソルバーです。

初心者でも安心

デフォルト設定で解析可能
デフォルト設定で解析可能

流体解析につきものの複雑な条件、数値的な設定がほぼデフォルト設定でおこなえます。
操作画面には、上部にリボンボタンが配置され、関連個所を順番にクリックしていくことでモデル作成が簡単に行えます。マウスベースで直感的な操作が可能であり、初心者の方でも使いやすユーザーインターフェースです。

また多種多様なWorkshopにより希望の解析モデルのイメージを簡単に習得可能です。

特殊なライセンスシステム

流体解析ソフト以外のソルバーも利用可能

アルテア社の特殊なライセンスシステムにより、流体解析(AcuSolve)以外にも、メッシュ作成ソフト、構造解析ソフト、機構解析ソフト、電磁場解析ソフト、粉粒体解析ソフト等のHyperWorks製品をご利用になります。
特に各分野で複数のソフトを別々に購入している場合、 HyperWorks製品に統合することで、保守費用を大幅に削減できます。

多彩な機能

豊富な物理モデルが搭載

様々な物理モデルが搭載されており、解析初心者の方から専任者の方まで幅広い用途でご利用いただけます。

  • 配管の設計
    配管の設計
  • 攪拌
    攪拌
  • 空調
    空調
  • 熱設計
    熱設計
  • ドローン
    ドローン
  • 車体設計
    車体設計
  • 高粘性流体
    高粘性流体
  • CFD-DEM カップリング
    CFD-DEM カップリング

図.　AcuSolveの利用分野(一部)

一般的な有限体積法ソルバーでは困難で諦めていたテーマでも、AcuSolveであれば、お役立ていただけるかもしれません。
ご興味いただけた場合は、以下の問い合わせフォームからご連絡ください、弊社のエンジニアがご相談(無償)いたします。

機能

形状作成と修正

AcuSolveのGUIから様々な形状のsolid作成、ブーリアン演算をおこなえるだけでなく、インポートしたCAD形状の修正もマウスベースで行えます。

 

インポートしたCADデータ


また、流体解析では不要となるエッジランの修正、微少な穴や突起、フィレットの削除も行えます。

 

  • 図1
  • 図2

熱計算

AcuSolveは様々な熱計算機能が組み込まれています。

  1. 自然対流
  2. 強制対流
  3. 対流熱伝達
  4. 共役熱伝達
  5. 輻射モデル
  6. 伝熱シェル
  7. 沸騰モデル(核沸騰)

対流熱伝達

共役熱伝達

共役熱伝達

自然対流

 

自然対流

輻射モデル

 

輻射モデル

1. 密度を温度依存で定義（圧縮性流体）
2. ブシネスク近似

 

沸騰モデル(核沸騰)

 

沸騰モデル(核沸騰)

着色(パッシブスカラー）

物質種移流拡散方程式により、流体の一部を仮想的に着色し、流れの様子を3次元的に確認することができます。この機能により、対象領域内の流れが滞留しやすい場所や、攪拌しにくい場所等を、可視化することもできます。

二つの流入口からそれぞれ異なる液体が流入した場合、流出口から排出される液体の比率が確認できます。

攪拌しにくい場所を可視化することができます。

また、着色するだけでなく、濃度に応じて物性値を変更することもできます。

汎用NSソルバー（Altair®AcuSolve®）の特徴

DC-FSI：蠕動ポンプ
DC-FSI：蠕動ポンプ
以下に示す3種類の方法で構造物(固体)との連成解析が行えます。
  1. 構造物が剛体 ・・・ RBC（Rigid Body Coupling）
  2. 構造物が線形の弾性体 ・・・ P-FSI（Practical FSI）
  3. 構造物が非線形の弾性体 ・・・ DC-FSI（Direct Coupling FSI）
  • RBC：渦励起振動
    RBC：渦励起振動
  • P-FSI：バルブの開閉
    P-FSI：バルブの開閉

乱流モデル

RANS、DES、LESに加え、滑らかな局面からの渦の剥離を精度よく再現する際に重要となる乱流遷移モデルも組み込まれています。

連流モデルの一部を以下に示します。

RANS Spalart-Allmaras １方程式モデル
標準k-ε(2方程式モデル)
k-ω(2方程式モデル)
SST (２方程式モデル）
D-DES Spalart-Allmaras ベース
SSTベース
LES Smagorinskyモデル
動的サブグリッドスケールLESモデル

 

  • イメージ01
  • イメージ02

非ニュートン流体

AcuSolveで定義可能な粘度モデルの一部を以下に示します。
Power law
Power law
Bingham
Bingham
Carreau
Carreau
温度のテーブル形式
物質種(着色した濃度)のテーブル形式　

その他

  • 多孔質モデル（Porous media）
  • Componentモデル（ファン，熱交換器）
  • 湿度モデル
  • 自由表面(レベルセット法)
  • ユーザ定義関数（User-defined function）による拡張

特徴

計算手法

高精度なGalerkin/Least-Squares 法（GLS）の有限要素定式化に基づいた計算手法を採用しています。

CAD、メッシュデータのインポート

様々なCADデータ形式に対応しています。
CATIA、Creo、JT、NX、SolidWorks、Parrasolid、STEP、etc

代表的な有限体積法の他社製品のメッシュデータもインポート可能です。
ANSYS ICEM-CFD、MSC FluidConnection、CEI Harpoon、Pointwise 、etc

メッシュ作成

有限要素法では、流速や圧力変化を十分解像できる位置に節点があるかが重要となり、要素形状には影響を受けにくい特徴があります。このため、有限体積法に比べ少ない工数でメッシュ作成が可能です。
以下は、パイプの流動解析において、境界層メッシュをテトラメッシュと、ヘキサメッシュにした場合の比較結果です。

analysis_12

 

Max. vol skew 0.95 (remeshed, tets in BL) 0.95 (remeshed, penta in BL)
Delta_p [Pa] 2.63 2.63
X-traction [N] 3.13e-3 3.12e-3
Iterations 21 25

 

有限要素法のため、節点位置が同じであれば、解はほぼ等しくなります。つまり、現象を改造できる位置に節点があれば、要素形状を気にせずにメッシュ作成可能です。
このため、メッシュ作成コストを大幅に短縮できます。

また、AcuSolveは、粗いメッシュ、歪んだメッシュ、縦横比(アスペト比)の大きいメッシュなどを含んだモデルであっても、計算可能です。

並列化効率

並列化効率

領域分割手法は，METISを使用しています。

また並列計算のスケーラビリティを出すために継続的に改良しており、数百、数千並列の計算であっても並列化効率は落ちません。

現在では10億要素を超える超並列問題にも対応可能です。

計算速度

AcuSolveの特殊な計算ロジックにより、著名な有限体積法ソルバー(Other CFD Code)より短時間で計算することが可能です。
以下は、バックステップ流れの定常解析を代表的な有限体積法のソフトと比較した結果です。

バックステップ流れの定常解析を代表的な有限体積法のソフトと比較した結果
著名な有限体積法ソルバー(Other CFD Code)では、再付着点距離が収束するまで1000step程度を要しています。一方AcuSolveは15step前後で収束しています。1回のstep時間はAcuSolveの方が長いため、平均すると、6倍程度速く定常に達します。
特に定常解析(熱計算も含む)では計算時間の短さは顕著となり、1000万メッシュを超えるモデルであっても、高価な計算サーバーを使用することなく計算可能です。

連成解析

同じAltair社製品の他のソルバーとの連成解析が、追加費用なく簡単な操作で可能です。

 

他社ソフトを組み合わせる場合

（アルテア社流体解析 ＋ B社構造解析）

アルテア社製品で統一する場合

（アルテア社流体解析 ＋ アルテア社構造解析）
  • 2つの会社に対してそれぞれ保守費が発生する。
  • 保守費の支払いが1つの会社のみにまとまる。
  • 流体と構造の連成解析（マルチフィジックス）の設定が簡単になる。

 

以下に、連成解析可能なソルバーの例を示します。
  1. ＥＤＥＭ：個別要素法ソルバー
  2. Ｏｐｅｔｉｃｔｒｕｃｔ：構造解析ソルバー
  3. ＭｏｔｉｏｎＳｏｌｖｅ：機構解析ソルバー
  4. ＨｙｐｅｒＳｔｕｄｙ：最適化ソフト

 

 

個別要素法ソルバーとの連成

構造解析ソルバーとの連成

高いロバスト性

多くの市販ソフトが採用している有限体積法ソルバーと違い、つぶれたメッシュであっても、AcuSolveは異常終了することなく計算可能です。

  • 高いロバスト性01
  • 高いロバスト性02

ユーザーサポート

ユーザ専用サイトは IDとパスワードが必要です。

資料ダウンロード

Altzair AcuSolveに関する資料はこちらからダウンロードできます。

解析事例

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