におけるビジュアリゼーション

ANSYS社のCFD製品の開発戦略および
CAE(複合解析)におけるビジュアリゼーション
Development Strategy of ANSYS
CFD Products and Visualization in
CAE (Combined Analysis)
2007年10
2007年
10月
月26
26日
日
アンシス（株）
フルーエント・アジアパシフィック((株)
フルーエント・アジアパシフィック
武藤 晴彦
© 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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ANSYS, Inc. Proprietary
内
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容
会社概要
ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
• 会社概要
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ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS社 沿革
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1970 Swanson Analysis Systems (SAS) 創立
1983 SAS、ANSYS/EMAG3Dをリリース
1992 SAS、Flotran製造元のCompufloを統合
1994 SAS、TA Associatesへの売却に伴い、
ANSYS Inc.と改名
1996 ANSYS Inc. NASDAQ上場
2000 ICEM CFDを統合
2001 CADOEを統合
2003 CFXを統合
2005 AUTODYNを統合
2006 Fluentを統合
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Dr. John A.
Swanson
ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYSグループ
全世界で 40以上の営業拠点、社員数 約1400人
40カ国以上での販売代理店
17の主要な製品開発拠点 研究開発費：売上の16-20%
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS 組織
中央/中核開発事業部
形状、メッシュ、プリ/ポスト
モジュール統合
Central
Development Unit
Fluid
Business Unit
Mechanical
Business Unit
流体事業部
流体解析
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メカニカル事業部
構造/熱/電磁場/機構解析
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ANSYS, Inc. Proprietary
Fluent社 沿革
1979 シェフィールド大学(UK)で
TEMPEST(FLUENTの原型) が
開発される
Fluent Asia Pacific の沿革
代理店からの引継ぎ
1983 Creare社 FLUENT 販売
1988 Fluent Inc. 設立
1995 Aavid Thermal Technology
グループに加わる
1998年7月
フルーエント・アジアパシフィック 設立
現在に至る （Fluent Inc.100%出資）
2000 Wills Stain & Partners
傘下に入る
2006 ANSYS グループに加わり
現在に至る
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ANSYS, Inc. Proprietary
日本国内での組織
構造関連
（構造、熱、電磁場、他）
流体関連
代表取締役社長
羽部 篤
アンシス株式会社
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サイバネットシステム株式会社
フルーエント
アジアパシフィック
株式会社
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ANSYS, Inc. Proprietary
• 会社概要
• ANSYS 製品ポートフォリオ
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CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS WorkBench とは？
• CAEプロセスを実施するための、ANSYS製品の統合プラットフォーム
3rd Party CAD
Design Modeler
(CAD取り込み/作成）
Meshing
統一環境下での操作の一元化
（メッシュ作成）
Advanced
Meshing
（メッシュ作成）
Simulation Advanced CFD
（構造解析/ANSYS） （流体解析/CFX）
DesignXplorer
（最適化）
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS 複合（マルチフィジックス）解析
一体型プリポスト/ソルバー
プリプロセッサ
プリミティブ/ブーリアン
演算による形状作成
&
メッシュ分割、材料
解析条件定義
ソルバー
ポストプロセッサ
構造
伝熱
機構
疲労
結果評価
熱流体
電磁場
圧電
音響
コンター・変形・ベクトル
グラフ・アニメーション
リスト 等
接触
衝撃
最適化設計
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS社製品：モジュール構成概要
ANSYS Rigid Dynamics
その他のモジュール
（機構解析）
疲労解析
ANSYS LS-DYNA
ANSYS AUTODYN
（衝撃・接触解析）
（衝撃・接触解析）
ANSYS Multiphysics
（構造線形・非線形・熱・電磁場・流体解析）
ANSYS CFX
ANSYS Fatigue
最適化・ロバスト設計
ANSYS DesignXplorer
形状・メッシュ生成、プリ/ポスト
ANSYS DesignModeler
ANSYS AI*Environment
（熱・流体解析）
ANSYS ICEM CFD
ANSYS Emag
ANSYS Mesh Morpher
（電磁場解析）
ANSYS BladeModeler
ANSYS Mechanical
ANSYS TurboGrid
（構造線形・非線形・熱解析）
エレクトロニクス
ANSYS Structural
ANSYS Icepak
（構造線形・非線形解析）
ANSYS Icemax
ANSYS DesignSpace
ANSYS Icepro
（線形構造解析・伝熱解析）
ANSYS Iceboat
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ANSYS Icechip
ANSYS, Inc. Proprietary
• 会社概要
• ANSYS 製品ポートフォリオ
• CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
•
•
•
•
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS CFD製品一覧
• “エキスパート” CFD
– ターゲット ： 解析専任者
– 特徴 ： 多機能、高精度
CFX、FLUENT
• “設計者”CFD
– ターゲット ： 設計者
– 特徴 ： 使いやすい
FloWizard, CFX-Flo
• “CAD完全統合”CFD
FLUENT for CATIA V5
• “目的特化”CFD
– 電子機器冷却
– 空調、建築
– 押出ダイ、ブロー成形
– かくはん槽
Icepak
Airpak
Polyflow
MixSim
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ANSYS, Inc. Proprietary
FLUENTの特徴
•
•
非圧縮性流体から超音速の高圧縮性流体まで適用可能なソルバ
– 圧力ベースソルバ (分離型 / 連成型)
豊富なソルバー
– 密度ベースソルバ （陰解法 / 陽解法）
柔軟で豊富なメッシュ機能
– 完全非構造格子
（3角形 / 4角形 / 4面体 / プリズム / ピラミッド / 6面体 / ポリへドラル）
– 移動 / 変形メッシュ （MDM）
複雑な動きを表現可能
– 複数基準座標系 （MRF）
– スライディングメッシュ
– ダイナミックメッシュアダプション
•
豊富な物理モデルとカスタマイズ機能
– 乱流 / 燃焼 / 化学反応 / ふく射 / 混相流
•
大規模な計算にも効率の良い計算機能
– 並列処理
– 代数マルチグリッドソルバ （AMG）
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ANSYS, Inc. Proprietary
ＣＦＸの特徴
•
非圧縮性流体から超音速の高圧縮性流体まで適用可能なソルバ
– 圧力ベース連成型ソルバ
収束性が非常に良い
•
柔軟で豊富なメッシュ機能
– 完全非構造格子
（3角形 / 4角形 / 4面体 / プリズム / ピラミッド / 6面体）
– 移動 / 変形メッシュ （MDM）
– 複数基準座標系 （MRF）
回転機械で多くの実績
– スライディングメッシュ
– ダイナミックメッシュアダプション
•
豊富な物理モデルとカスタマイズ機能
– 乱流 / 燃焼 / 化学反応 / ふく射 / 混相流
•
大規模な計算にも効率の良い計算機能
– 並列処理
– 代数マルチグリッドソルバ （AMG）
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS CFX Pre
CFX Pre:
•
•
•
•
•
•
General Mode
ターボ専用モード
クィックセットアップ
用意されたテンプレート
丁寧なガイドライン
FSIを完全サポート
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS CFX Post
• CFX-Post
– 取り扱いデータの自由度大
– 複数結果の一括処理 ANSYS,
FLUENT, CFX
– ターボ専用機能
– 自動レポート機能
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ANSYS, Inc. Proprietary
“設計者”CFD FloWizard のポスト機能
•EnSight と同じグラフィック・ライブラリを使用
•EnSight と同じユーザー・インターフェイスなどの開発言語 Pythonを使用
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ANSYS, Inc. Proprietary
• 会社概要
• ANSYS 製品ポートフォリオ
• CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
• 製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
• 複合解析におけるビジュアリゼーション
• EnSight を用いた可視化事例
• まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS ソリューション
現在 (V11, 2007年現在)
ANSYS
CAD
CAD
システム プラグイン
ANSYS 11.0環境
形状作成
DesignModeler
BladeModeler
共通の
形状定義、
記述
サーフェス
メッシュ
STL
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“メカニカル”
ソルバー
“メカニカル”
ポスト
“流体”
プリ
CFX-プリ
“流体”
ソルバー
“流体”
ポスト
CFX-ポスト
ANSYS
メッシュ生成
ツール
ANSYS Workbench
CAD
プラグ
システム イン
“メカニカル”
プリ
CFX
FLUENT
FLUENT
ソルバー/ポスト
プリ
GAMBIT
FLUENT 6.3
TGrid
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS 12.0 (2008 第3四半期予定)
ANSYS
CAD
CAD
システム プラグイン
ANSYS 12環境
形状作成
DesignModeler
BladeModeler
共通の
形状定義、
記述
ANSYS
メッシュ生成
ツール
UMI,CFX-Mesh
ICEM/CFD, 他
ANSYS Workbench
“メカニカル”
プリ
“メカニカル”
ソルバー
“メカニカル”
ポスト
“流体”
プリ
CFX-プリ
“流体”
ソルバー
“流体”
ポスト
CFX-ポスト
CFX
FLUENT
CAD
プラグ
システム イン
サーフェス
メッシュ
STL
© 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
GAMBIT
TGrid
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS ソリューション
中・長期的計画
CAD
システム
“メカニカル”
ソルバー
ANSYS
CAD
プラグイン
パート（部品）
マネージャー
ANSYS
メッシュ生成
ツール
統合
プリ
DesignModeler
“流体”
ソルバー
統合
ポスト
その他の
ソルバー
ANSYS Workbench
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS CFD製品ロードマップ
CFX
? 年後
次世代製品
FLUENT6
? 年後
現在
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将来
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS CFD の現状
CFX-FLUENT 開発チームの統合
• 組織の統合（一つの開発チーム）:
– テクニカルチームマトリックス
– プロジェクトプラン
• 開発リソースの最適化:
– 重要な顧客のニーズに対する理解と答え
– 重複の回避、さらなる集中
– 未知分野の開拓
• 将来の開発:
– 明確なCFD開発戦略
– 広範かつ先進的なテクノロジー
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ANSYS, Inc. Proprietary
•
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会社概要
ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
• 複合解析におけるビジュアリゼーション
• EnSight を用いた可視化事例
• まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
複合解析におけるビジュアリゼーション
• せっかく、高度かつ高精度な解析を実施しても、
的確に、わかりやすく、直感的に理解できる
表現方法を持たなければ、 意味がない
• それらをリアルタイムに処理/表現できる
ビジュアリゼーション機能の必要性が増す
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ANSYS, Inc. Proprietary
複合解析におけるビジュアリゼーション
要求される具体的な機能
– 簡単、わかりやすい、直感的、軽い操作
– 多種多様な可視化機能
– マルチCPU(マルチマシン) による
高速/リアルタイム処理
– 複合解析結果の同時表示
– 非定常解析データ処理
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ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS社 CFD Post 開発状況
• 統合ポストプロセッサー
–
–
–
–
CFX Post ベース
多機能
高品質
Workbenchへ統合
• ポスト機能の共同開発
– 短期間での統合
– 一貫性
– ソルバーとポストの連携
– 流れの特性/構造を知る
…
FLUENT6.2を用いたライト兄弟の飛行機のCFD解析結果を
CFX-Post 11でアニメーション作成
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ANSYS, Inc. Proprietary
複合解析の可視化例
Courtesy of
応力変形
3つの領域: 気体、液
体、固体：流体-固体
熱連成、構造、疲労
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ANSYS, Inc. Proprietary
•
•
•
•
•
会社概要
ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
• EnSight を用いた可視化事例
• まとめ
© 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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ANSYS, Inc. Proprietary
Speedo、FLUENTを水泳の世界に導入!!
(日本ではミズノ社との共同開発)
Courtesy of Speedo International Ltd
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ANSYS, Inc. Proprietary
Speedo、FLUENTを水泳の世界に導入!!
EnSight を用いて可視化
Courtesy of Speedo International Ltd
© 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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ANSYS, Inc. Proprietary
自動空力計算システム
OPEL Virtual Aero Lab
Courtesy:
S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany
Customizing FLUENT to Speed-Up Aerodynamic Vehicle Development
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EACC 2005
ANSYS, Inc. Proprietary
自動空力計算システム
OPEL Virtual Aero Lab
1回目
工数の比較
- 35 %
- 60 %
例 ミラーの形状を変更した場合
Ensight を用い
完全自動ポスト処理
2回目以降
Courtesy:
S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany
Customizing FLUENT to Speed-Up Aerodynamic Vehicle Development
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EACC 2005
ANSYS, Inc. Proprietary
自動空力計算システム
OPEL Virtual Aero Lab
Courtesy:
S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany
Customizing FLUENT to Speed-Up
Aerodynamic Vehicle Development
EACC 2005
Courtesy:
S.A-Hahn, Adam Opel AG, Ruesselsheim, Germany
Customizing FLUENT to Speed-Up Aerodynamic Vehicle Development
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EACC 2005
ANSYS, Inc. Proprietary
粒子解析、流体-粒子連成解析
(流体解析：FLUENT、流体-粒子：EDEM)
粒子解析
流体-粒子
連成解析
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ANSYS, Inc. Proprietary
アニメーションコンテスト
EnSight ３回連続優勝
EACCアニメーションコンテスト
2003年、2005年、2007年と
３回連続で EnSight を用いた
作品が優勝!!
EACC
•European Automotive CFD Conference
•ヨーロッパ自動車ユーザー会
•隔年実施
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ANSYS, Inc. Proprietary
アニメーションコンテスト
2005年
優勝作品：EnSightを使用
R. Siber, F. Werner, G. Mertens, M. Lanfrit
Aerodynamische Optimierung eines Speedbikes mittels CFD
VDI Congress
Numerical Analysis and Simulation in Vehicle Engineering
September 2006, Wuerzburg, Germany
2007年優勝作品
2003年優勝作品
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2005年優勝作品
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ANSYS, Inc. Proprietary
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会社概要
ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
• まとめ
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ANSYS, Inc. Proprietary
まとめ
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ANSYS 製品ポートフォリオ
CFD（流体解析）製品ポートフォリオ
製品ロードマップ、CFD製品の開発方針
複合解析におけるビジュアリゼーション
EnSight を用いた可視化事例
ご清聴ありがとうございました
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ANSYS, Inc. Proprietary