中北製作所様は1930年の創業以来、大阪を拠点に船舶・発電・製鉄・化学プラント等バルブを中心としたあらゆる流体制御システムを提供、船舶用バルブ分野においてトップシェアを誇る。2020年にNEDO（註：新エネルギー・産業技術総合開発機構）の水素社会構築技術開発事業に採択され、大規模な水素サプライチェーン構築に伴う、受入基地における各種機器の大型化に対応すべく、大口径に適したバタフライバルブによる液化水素の荷役用バルブを開発。今回は液体水素用バタフライバルブとチョークフロー弁の事例をご紹介。液体水素用バタフライバルブでは、ご使用中の流体解析ソフトウエアの親和性と、接触の機能を考慮しSIMULIA Abaqus Unified FEAを導入。modeFRONTIERと連成し、バタフライバルブのメタルシール形状、材料特性と機械的な特性のフィッティング、シール面構造の設計探査を実施。その後は同社の特長でもあるスピード感を持った開発で、最大口径を現行の約2.6倍とした目標値を達成する見込み。チョークフロー弁の開発では、新卒2年目の技術者が担当されたが、流体解析ソフトウェアとmodeFRONTIERを用いて性能に対する設計変数の寄与を把握、設計開発の膠着を設計探査ベースのアプローチで見事に打破された。

日本精工様では、コア技術研究開発センターに「デジタルツイン推進室」を設置され、開発の高度化・効率化に取り組まれている。また、人材育成も加速させ、10年後には技術者の半数がデジタルツインを活用することができる環境と技術を構築し、デジタルを駆使した新たな開発法を浸透させることを目指している。
AbaqusはCATIAと親和性が高く、モデルの入出力が比較的容易で、収束性を自動的にコントロールできるため、非解析専任者がオペレーションしたとしても結果を得ることができ、アセンブリ解析においては、多数の接触部位が生じるため、接触している部位の収束性を損なわず、精度を保持したままコントロールできるのはツールとしての強みと感じている。設計段階においてシミュレーション技術をフル活用し、小さなV字プロセスを机上で回すことで、最終的には一度の試作で満足する評価が得られるといった理想的な状態に近づけることができるものと考えていえる。
ハブユニット軸受のフランジ部の疲労強度解析にAbaqusを使用した事例をご紹介。Abaqusで応力を出力し、 fe-safeで損傷部位と寿命を予測、シミュレーションによる机上耐久試験モデルを構築された。また、計算リソースについても検討され、日常的な設計業務での大規模な運用を見据えた解析インフラの増強を計画されている。構造解析領域では、内製ツールとあわせて、Abaqusを社内標準ツールとして展開。以前は研究所でのみ行っていた大規模な計算を、設計者が通常業務で活用できる体制を構築、製品開発の効率化、より最適な製品開発につなげている。

既存の構造解析ツールを補完または補強するためのツール導入の必要性を感じ、中・長期的な技術開発において、他の課題に対しても拡張して適用が可能なツールであり 、同社が運用している計算用クラスターとの親和性も高いSIMULIA Abaqus Unified FEAを導入。水中ポンプの逆止弁の現象解明に双方向の流体構造連成解析（2wayFSI）技術を構築。ポンプ事業だけでなく精密・電子事業にカテゴライズされる CMP Chemical Mechanical Polisher ）装置への応用も想定され、これ以降のハイエンドな構造解析テーマ には、 Abaqus を積極的に適用している。