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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5

Fluid Systems:流体システム

1. 油圧機器、燃料噴射装置

  • ナビエ・ストークス方程式を用いた正確な圧力波伝播(水撃)
  • 検証済みの豊富なコンポーネントライブラリ
  • バルブ、ポンプ、コンプレッサなどのシステムとびコンポーネントレベルのモデル
  • ビルトインの1D・2D・3Dメカニクスを使用した流体構造連成
  • 流体と構造物の温度予測
  • GEM3Dを使ったCADデータからのモデル構築の自動化
  • 非定常の周波数依存の流動摩擦
  • キャビテーション、遊離・溶解ガスのエアレーション、発生ガスの輸送を伴った圧縮性流体解析
油圧機器、燃料噴射装置のイメージ図

2. 詳細ポンプ、詳細コンプレッサ

  • 形状から予測した詳細な流れの脈動
  • ベーン式、内接式、スクロール式、外接歯車式に対応した、CADデータからのモデル構築の自動化
  • 固定容積式・可変容積式に対応
  • マップまたは吐出量を指定するだけのシンプルなポンプ
詳細ポンプ、詳細コンプレッサのイメージ図

3. スクリューマシン

  • 回転数、揚程、温度の違いによる性能変化
  • 流れと圧力の脈動
  • 音響的な応答性を考慮したマフラーの設計
  • NVH問題、共振現象、流体を介するノイズ
  • ベーン式・内接式に特化した専用の摩擦モデル
  • リリーフバルブのダイナミクスとの相互作用
  • 内部加圧によるベアリングの負荷変動
  • 気体、液体、冷媒、噴射による二相状態など、どのような流体でも取り扱い可能
  • 化学種の輸送
  • キャビテーションと遊離・溶解ガス
  • 詳細なポンプとコンプレッサは、単体でもシステムモデルに統合しても計算実行可能
スクリューマシンのイメージ図

4. 潤滑システム

  • オイルシステムの定常状態の圧力、流量、温度分布
  • コールドスタートからのプライミング、モード走行シミュレーション、暖機などの過渡解析
  • ベアリング荷重予測のためのクランクトレイン、バルブトレインとの容易な統合
  • 3D CADファイルから1Dフローモデルへのシステム・ポンプモデル構築の自動化
  • モビリティ法またはFEのHD法の2レベルのベアリングモデル
  • ナビエ・ストークス方程式に基づく正確な圧力伝播
  • 質量・運動量・エネルギー・化学種の保存則
潤滑システムのイメージ図

5. フリクション、トライボロジー

  • モビリティ法またはHD法のキャビテーションを考慮した2-Dまたは3-Dのジャーナルベアリングオイルフィルムモデル
  • ジャーナルベアリングの軸心軌跡、MOFT、フロー、摩擦、油温上昇、摩耗負荷の解析
  • バルブトレイン、ローラーベアリングなどのEHD接触モデル
  • ピストンスカートとガイド油膜の流体力学、二次運動
  • ピストンリングの油膜、摩擦、オイル不足の影響、ボアの歪み
  • クランクシャフトとターボチャージャーのスラストベアリング、高速慣性効果
  • ターボチャージャーの「ダブルブッシュ」ベアリング
  • ローラーベアリングEHD接触と摩擦
  • エンジンフリクションコンポーネントの詳細レポート機能
フリクション、トライボロジーのイメージ図

6. ベアリング、EHD

  • 高速実行されるモビリティ法ベアリングモデル
    • リジッドジョイントまたはダイナミックジョイントのオプション
    • 多くのタイプのベアリングに対応する正確な流量ソリューション
    • 歪んだクリアランス形状の入力オプション
    • 準静的な荷重変形モデルオプション
    • クランクとカムベアリングの速度と荷重の自動認識
    • フローネットワークとの直接接続
  • 有限要素HDベアリングモデル
    • リジッドジョイントまたはダイナミックジョイントのオプション
    • 質量保存型キャビテーションアルゴリズム
    • 2D接触または3D接触とチルト(片当たり)
    • 歪んだクリアランス形状入力オプション
    • ボディの変形を扱う動的弾性接触(EHD)
  • スラストベアリング
    • マップベースまたは有限要素HDオプション
    • 質量保存型キャビテーションアルゴリズム
    • 単純な線形またはユーザー定義のウェッジプロファイルの入力
    • パッド間のグルーブの考慮
  • ローラーベアリング
    • ボールまたはニードル支持のベアリング
    • 荷重分布と摩擦トルクの経験則モデル
ベアリング、EHDのイメージ図

7. 航空機燃料システム

  • システム、タンク、リザーバポンプなどの1Dフローシステムモデルを3D CADから自動作成
  • 過渡的な燃料輸送、加圧、分配、不活性化、熱伝達、燃料表面の追跡など
  • 高度、姿勢、6自由度の3D加速など、航空機のミッションと環境条件を定義
  • 国際標準大気モデルに準拠した環境条件の変化に対応
  • ユニークな形状を持つシステム全系で燃料注入、燃料補給、燃料抜き、ベントなどの検討
  • オンボード不活性ガス発生システム(OBIGGS)のモデリングでは、内蔵の3次元CFDソリューションを活用してタンク内のガス種の分布を追跡することで、安全な不活性化システムの設計を実現
  • 熱損失と水力損失を考慮したシステム全体でのエネルギーマネージメント
  • ポンプ、エジェクターポンプ、バルブ、燃料ヒーター、熱交換器などに関して、シンプルなモデルから詳細なモデルまで忠実度を選択
  • 充実した燃料と潤滑剤のライブラリは併用でき、あらゆる作動流体を素早く定義
  • 燃料タンクの残量計や機体姿勢による影響の検討
  • ナビエ・ストークス方程式を用いた正確な圧力波伝播(水撃)
航空機燃料システムのイメージ図

8. 燃料蒸発、カーボンキャニスタ

  • GEM3Dを用いたCADからの1次元フローネットワークの自動構築
  • 正確なガスダイナミクスのための高度なナビエ・ストークス方程式ソルバー
  • 高度なカーボンキャニスターモデリング機能
    • あらゆる反応機構を入力するための高い柔軟性と直感的なユーザーインターフェースにより、様々な炭化水素が吸着・脱離するような不均一反応をモデル化
    • 充填材(packed bed)については形状の入力だけでなく、摩擦係数とヌッセルト/シャーウッド数をErgun方程式などの粒子レイノルズ数の関数として与え、それぞれ圧力損失と熱・質量の移動を予測
    • 軸方向と半径方向のメッシュ制御による2D・3D的なカーボンキャニスターモデリング
    • 反応速度パラメータ較正のための、遺伝的アルゴリズムを含むダイレクトオプティマイザやDOEオプティマイザを内蔵
    • ローディングやパージの検討では、高速で効率的な陰解法のフローソルバーで、リアルタイム(RT)よりも高速に計算
  • 陰解法のフローソルバーを用いた軸方向の化学種の拡散(タンクからキャニスターへの燃料蒸気の拡散を検討)
  • キャニスターパージバルブ(CPV) モデリングのための様々な忠実度のレベル
  • オープン・クローズ・リフトプロファイルを使用したシンプルなソレノイドバルブモデリング
  • 流体力学、機構力学および必要に応じて電磁気学が1つのモデルに統合された、詳細なコンポーネントレベルのモデルは、形状に基づいたバルブの性能と挙動を予測
  • リアルタイム実行が可能な計算速度
燃料蒸発、カーボンキャニスタのイメージ図
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