【適用事例紹介】自動メッシュ生成ソルバーによる流体解析（CFD）
皆さま、こんにちは。
IDAJの水島です。
CONVERGEの大きな強みの一つ、自動メッシュ生成ソルバーを使ったソリューションをまとめました。動画とあわせてどうぞご覧ください。
移動境界ソリューション
・ペンデュラムポンプ解析（Pendulum pump simulation）
インナーとアウターの回転、ペンデュラムの複雑な移動とスライダーの移動を加えてシミュレーションしています。このような複雑な動きが再現できるのはCONVERGEの強みです。
・スクロールコンプレッサ解析（Scroll compressor simulation）
スクロールの回転、流体力による吐出弁の挙動を考慮した流体構造連成解析です。作動流体には、超臨界の二酸化炭素の物性を考慮しています。もちろんその他の冷媒の物性でも適用可能です。
・複動圧縮機解析（Double-Acting compressor simulation）
バネの復元力を考慮したプレートバルブを有する圧縮機の流体構造連成解析です。
・ボールバルブ解析（Ball valve simulation）
ボールに作用する流体力で弁が開閉する流体構造連成解析です。
・ディファレンシャルギアのオイルかきあげ解析（Differential gear churning simulation）
これまで、界面が大きく動く自由表面の解析は、格子法ソルバーが苦手なテーマとされてきましたが、CONVERGEは、高速に計算することができます。注視しなければならない個所だけ解像度を上げることもできます。（解析の詳細はこちらもあわせてご覧ください）
筒内計算ソリューション
CONVERGEは、乱流モデル、噴霧モデル、燃焼モデルなどのエンジンシミュレーションに必要な物理モデルを搭載しており、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジン、HCCIエンジンなど、すべてのタイプのエンジンシミュレーションに対して適用することができます。また、CONVERGEの自動メッシュ生成ソルバーはエンジン筒内計算に、大きな強みを発揮します。
・ガソリンエンジンのノッキング解析
詳細化学反応計算によってノッキングを予測しています。ノックによる圧力伝播が再現できています。
ガソリンエンジン形状モデルは、Chrysler Group（クライスラー）様よりご提供いただいています。
・ディーゼルエンジン筒内の噴霧燃焼解析
こちらは、LES乱流モデルを用いて、詳細化学反応計算を実施しました。
・ポート噴射ガソリンエンジン噴霧燃焼+固体温度解析
スーパーサイクリング機能を使って、高速に固体温度計算を実施しました。固体部分を含めて、自動でメッシュを作成しています。
・2ストロークエンジン解析
2ストロークのエンジンでは、筒内ならびにクランクケース領域で、非常に短い期間に新気の導入と燃焼ガス排出を同時に行っています。この2ストロークエンジンの掃気状態をシミュレーションしました。クランクとコンロッドの移動を考慮しています。
・対向ピストンエンジンの噴霧燃焼解析
対向ピストンエンジン移動と掃気ポートを考慮した噴霧燃焼解析です。
・ロータリーエンジン流動解析
こちらの事例では、ローターの移動、ローター先端部のシーリングが解析のポイントになります。
・マルチフィジックス・システムシミュレーションツール「GT-SUITE」と連成したエンジン吸排気計算
計算時間短縮のために、一次元のシステムシミュレーションと三次元CFDとを連成させた事例です。インテークマニホールド（インマニ）だけを三次元で計算し、EGR（Exhaust Gas Recirculation）の気筒分配をシミュレーションしました。
ガスタービンソリューション
・ガスタービン燃焼器の噴霧燃焼解析
この解析のポイントは、温度・速度AMR（解適合格子：Adaptive Mesh Refinement）によるメッシュの細分割と、微小な空気孔の形状再現にあります。
・ガスタービン燃焼器の噴霧燃焼+固体温度解析
スーパーサイクリング機能を使って、高速に噴霧燃焼と固体温度を計算しています。
・液体燃料燃焼器の着火・再点火解析
こちらの事例では、小型タービン液体燃料燃焼器内の液体燃料の噴霧燃焼、詳細化学反応計算による着火遅れと着火限界を予測しています。
・ローテーティング・デトネーション・エンジン解析（Rotating Detonation Engine Simulation）
デトネーションが燃焼器内で回転して推力を得るエンジンを対象に、詳細化学反応計算による水素燃焼、超音速流れ、衝撃波をシミュレーションしました。
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