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Product製品情報

CONVERGEオートノマスメッシング熱流体解析プログラム

機能

CONVERGEが提供するソフトウェア群

CONVERGEにはモデル作成・計算実行・結果処理の各作業ごとに最適なソフトウェア群が用意されています。

CONVERGEが提供するソフトウェア群の図

使いやすいプリポストプロセッサ CONVERGE Studio

解析対象表面形状の修正や条件設定といった全ての計算前処理や簡単なグラフ作成は、CONVERGEに付属の使いやすいGUI上で行います。英語・日本語に対応しています。また、複雑な形状であってもアドオンツールPolygonicaを導入することで簡単に形状修正することが可能です。

ソルバー: 完全自動メッシュ生成機能(オートノマスメッシング)

CONVERGEは、解析対象形状となる表面形状をソルバーに入力するだけで、解析領域内部のメッシュはソルバー実行中に自動的に生成されます。境界面のセルは、表面形状によるカットセル(ポリへドラルセル)となり、内部のセルは完全に直交格子系のメッシュとなります。

CONVERGEのメッシュ

表面形状が解析中に移動するケースにも対応するため、エンジン筒内解析におけるピストン・バルブの移動やコンプレッサ、ポンプ、弁などの移動境界問題に対しても適用可能です。

グリッドコントロール

グリッドスケーリング

解析実行中に、基準メッシュサイズを変更することができます。
例えば、計算の初期には粗いメッシュで全体の流れ場を作り、徐々にメッシュを細かくして計算することによって計算時間を短縮します。

グリッドスケーリング
局所メッシュ細分割

ユーザーが空間的、時間的な情報をもとにして、局所的にメッシュを細分割することができます。
例えば、噴射期間中のみ(時間的)、噴霧の通過領域のみ(空間的)に細かいメッシュを作成するといった制御が可能です。

局所メッシュ細分割の例(壁面付近、噴霧通過領域)
局所メッシュ細分割の例(壁面付近、噴霧通過領域)
解適合格子

速度、温度、化学種濃度、ボイド率といった変数の勾配に応じてソルバーが自動的にメッシュを細分割します。
例えば、速度による細分化で高速噴流のシャープな形状を捉えたり、壁面近傍の速度境界層の予測精度を向上させるためにターゲットとなるY+以下とするといった自動メッシュ細分割が可能です。

グリッドコントロールの一例
グリッドコントロールの一例

ソルバー: Inlaidメッシュ

直交格子系と別格子系を組み合わせることができます。壁面から薄いメッシュを押し出して作成するレイヤーメッシュ、噴霧の通り道などに配置する形状適合型格子が使用可能です。

Inlaidメッシュ例

ソルバー: 豊富な物理モデル

CONVERGEにはエンジン筒内解析に必須の噴霧、燃焼はもちろん、一般的な流体解析でも必要不可欠な混相流、固体熱連成、輻射などの豊富な物理モデルがあります。

詳細は「物理モデル」ページをご覧ください。

ソルバー: GT-SUITE連成(3D⇔1D)

「GT-SUITE」は、1次元で離散化された流体ライブラリによる物理シミュレーションプラットフォームで、エンジン筒内だけでなく、吸気・排気系や燃料供給系、冷却系まで含めた全体系のシミュレーションを効率よくおこなうことができます。
CONVERGEには、GT-SUITEとの連成機能があり、以下のような解析を実行することができます。

  • CONVERGE – GT-SUITE 流体カップリング
    3次元解析領域(CONVERGE)、および1次元解析領域(GT-SUITE)の流体部分の境界面を通して両者を連成します。例えば、吸気マニホールド部分をCONVERGEで、それ以外のエンジン全体系をGT-SUITEで計算することによって、吸気マニホールドの3次元の流れ場を考慮したエンジン全体系の計算を効率よく実行することができます。
  • CONVERGE – GT-SUITE FSIカップリング
    CONVERGEによって得られた流体力をGT-SUITEにエクスポートし、その流体力によって物体の移動をGT-SUITEで計算します。GT-SUITEで得られた物体の変位はCONVERGEに戻され、CONVERGEの壁面がその変位に応じて移動します。

ソルバー: Abaqus連成(流体⇔構造)

CONVERGE単独でも流体力による構造物挙動を計算することができ、 剛体オブジェクトの移動・回転や、 1次元ビームオブジェクトの線形変形を解くことが可能です。 しかしSIMULIA Abaqus Unified FEAとの連成機能を使用することでゴムや樹脂材料などの非線形材料の変形が考慮されるため、 より拡張された流体構造連成が可能となります。

CONVERGE-Abaqus連成例

ソルバー: modeFRONTIER連成(最適化)

多目的ロバスト設計最適化支援ツール「modeFRONTIER」とCONVERGEを連成させることで、流体計算の自動化・最適化が可能となります。実測値との合わせ込みを目的としたモデルパラメータの最適化や、外部のCADツールとも連成させることで市場要求値を満たすための最適形状探索などを可能にします。

遠心ファン翼形状最適化事例

直感的な3Dポストプロセッサ Tecplot for CONVERGE

ソルバーによる計算終了後は、汎用ポストプロセッサー「Tecplot 360」の機能限定版「Tecplot for CONVERGE」(無償)をご利用いただくことで、 3次元的に結果を確認することができます。また、Ansys EnSight、FieldView、Paraviewなどの可視化ソフトウェアにも対応しています。

Tecplot for CONVERGE: インタラクティブなポスト処理プログラム
Tecplot for CONVERGE: 多様な流線表示

Tecplot 360、Tecplot for CONVERGEは、Tecplot, Inc.により開発されました。

その他の機能

プリポストプロセッサ(CONVERGE Studio)
ソルバー(CONVERGE)
  • MPIによる並列計算
  • 非定常・定常(クーラン数ベースの可変時間刻み・固定時間刻み)
  • 圧縮性・非圧縮性
  • 流体物性(気体、液体、非ニュートン流体
  • 線形反復解法ソルバー(SOR、BiCGSTAB
  • 圧力-速度連成手法(SIMPLE、PISO)
  • 空間差分スキーム(1次風上、2次中心、ブレンド、MUSCL、MUSCL+フラックスリミッター)
  • 時間差分スキーム(陽解法、陰解法、Crank Nicolson法)
  • 初期場マッピング
  • リスタート計算
  • 壁面熱伝達情報のサイクル平均および別メッシュへのマッピング機能
  • ユーザーカスタマイズ機能(UDF: User Defined Function)
  • 周期境界条件
  • 2次元解析
  • 複数参照座標系(MRF: Multi Reference Frame)
  • サイクル変動予測のための摂動付与初期場(CPM: Concurrent Perturbation Method)
  • クレビスブローバイモデル
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