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Product製品情報

GT-SUITEマルチフィジックス・システムシミュレーションツール

機能2

Thermal Management:熱マネージメント

1. バッテリー熱マネージメント

  • バッテリーの熱モデルを電気・流体システムと統合
  • 3D-CADデータを起点にしたモデル化プロセスが確立されており、形状に忠実なコンポーネントモデルを作成
  • GEM3Dを使用して構築された1D熱や流動モデルは、正確な容積、熱容量、熱伝導、対流熱伝達の特性を提供
  • 瞬時プロット・2Dプロット、アニメーション、その他の各種出力信号をGT-POSTで簡単に確認
バッテリー熱マネージメントのイメージ図

2. パワートレイン冷却

  • 代表寸法からパラメトリックに生成される有限要素メッシュにより簡単にシリンダー部をモデル化
  • シリンダー部は、燃焼ガス、クーラント、オイルの各回路との熱伝達を考慮可能
  • 3D CADデータから半自動で流体回路と熱容量を構築
  • ナビエ・ストークス方程式に基づいたロバストで安定な流体解析
  • 熱流体のエネルギー方程式を連立
  • 流れがなくても安定しているため「水が止まっている」状態でも計算可能
  • パワートレインの熱分配モデルと過渡的なドライブサイクル解析のためのフルビークル(車両)モデルとの統合が容易
パワートレイン冷却のイメージ図

3. 車両冷却

  • 3Dツール「COOL3D(※)」を使用したエンジンルーム(アンダーフード)の熱交換器、ファン、空気空間の自動メッシュ生成
  • 擬似3次元ナビエ・ストークス法を用いた、流れと温度の不均一な分布に対応した冷却モジュールの解析
  • CFDの流れ・温度分布の車内冷却モジュール入口部へのマッピング
  • CADデータから流体配管の形状を抽出・変換するための3Dツール「GEM3D(※)」
  • 流れがなくても安定しているため「水が止まっている」状態でも計算可能
    (※)GT-SUITEのすべてのライセンスパッケージの標準機能
車両冷却のイメージ図

4. 空調・暖房

  • すべてのA/Cシステムコンポーネントの単体モデルやシステムモデルの構築
  • シングルボリュームとマルチボリューム(多数のゾーン)のキャビンモデル
  • NIST REFPROP 流体物性のソースコードの組み込み
  • 相変化を捉えるための空間的な解像度を持った凝縮器・蒸発器モデル
  • 熱交換器、コンプレッサなど、すべてのコンポーネントの自動校正
  • ナビエ・ストークス方程式とエネルギー方程式を連立したロバストで安定な熱流体ソルバーは、任意の初期状態や、流れが止まっている状態でも安定した解析が可能
  • リアルタイムより高速な計算
  • 詳細な物理学に基づいたコンプレッサのモデリング
  • 冷媒中の油の影響に対応
空調・暖房のイメージ図

5. 排熱回収

  • ランキン/TEG システムコンポーネントの単体モデルやシステムモデルの構築
  • NIST REFPROP 流体物性のソースコードを組み込み
  • 相変化を捉えるための空間的な解像度を持った凝縮器・蒸発器モデル
  • 熱交換器、エキスパンダーなど、すべてのコンポーネントの自動校正
  • ナビエ・ストークス方程式とエネルギー方程式を連立したロバストで安定な熱流体ソルバーは、任意の初期状態や、流れが止まっている状態でも安定した解析が可能
  • リアルタイムよりも高速な計算
排熱回収のイメージ図

6. Environmental Control Systems(ECS:環境制御システム)

  • ECSの空気分配システム、液体回路、熱容量の完全な1Dフローシステムモデルを3D CADから自動作成
  • 熱交換器、ファン、空気空間の自動メッシュ化のための3Dツール
  • キャビン内の任意の場所で温度、湿度、気流の結果を3Dキャビンモデリングで提供
  • モデル変更が容易な完全パラメトリック
  • ナビエ・ストークス方程式に基づいたロバストで安定な流体解析
  • 熱流体のエネルギー方程式を連立
  • 空気サイクルまたは蒸気圧縮サイクル(二相流)システムを考慮した柔軟な対応
  • 二相流体システムのダイナミック制御でも安定したソリューション
  • タービン、コンプレッサ、熱交換器、バルブなどの検証済みテンプレート
  • 初期検討用のシンプルなモデルから詳細なモデルまで、任意の忠実度で熱交換器をモデル化
  • デフォルトで完全な過渡解析を実施し、空気の輸送、加圧、湿度、熱伝導などを考慮
  • 水の蒸発と凝縮を自動的に計算
Environmental Control Systems(ECS:環境制御システム)のイメージ図

7. キャビン快適性

  • 目標に応じて解像度の異なるキャビンモデル
  • 最も一般的な車両クラスに対するあらかじめ定義されたジオメトリ
  • リアルタイム計算に対応する最大10万要素の3D高解像度キャビンモデル
  • GT-SUITEでモデル化された空調、車両冷却などの他のサブシステムにキャビンをシームレスに接続し、フィードバックを得ることが可能
  • ThermoAnalyticsのTAIThermとの連成による熱解析の精度向上
  • Ansys Fluent、CONVERGE、OpenFoamなどの汎用的な3D CFDツールとの連成
キャビン快適性のイメージ図

8. 給湯器

  • 3D CFDとは異なり、GT-SUITEの1D/3Dソリューションは、過渡システム全体を非常に高速に計算し設計を最適化
  • 仮想試験によって、物理試験への依存度を低減
  • あらかじめ定義された給湯器サンプルモデルを使った入力作業の簡易化と迅速な検討開始
  • 給湯器の制御ストラテジーに対して、給水量や温水モードのオン/オフ、電気・ガス・ヒートポンプといった様々な熱源の組み合わせを想定したテストの実施
  • 電気発熱体や熱電対の位置、ディップチューブのエントリの高さ、断熱材の特性など様々なパラメータが性能に与える影響を研究
  • バーナー、熱交換器、タンク形状などのコンポーネントの組み合わせを最適化
給湯器のイメージ図
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