CAEソフト導入支援ガイド【CAExplorer】 

CAEのおもな解析手法

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このページでは、CAEで実行できる主な解析手法として、3つの解析を紹介しています。各ページでは、各解析が利用できるCAEソフトもまとめているので、そちらもぜひ参考にしてください。

熱伝導解析

熱伝導解析は、熱量や温度、物性、境界条件などの設定した条件から、熱の伝わり方(温度分布)を数値で求める解析方法です。「定常熱伝導解析」と「非定常熱伝導解析」があり、有限要素法を用いて行われます。

定常熱伝導解析は、一定時間経過後の、かつ温度が時間変化しない上程での温度分布を数値で求めます。解析が1回で済むメリットがありますが、すべての熱荷重や境界条件が定常であることが前提となっています。

一方の非定常熱伝導解析は、0秒から開始し、温度が時間変化していく様子および温度分布をシミュレーションする方法です。区切った時間ごとに解析を行うため、定常熱伝導解析よりも数倍~数十倍近い時間がかかる点が難点です。

CAEソフトによる熱伝導解析
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機構解析

機構解析は、機構(剛体や弾性体でできた部品の集合体、機械)や機械システムの動的な挙動(動きや力など)を予測して評価する解析方法です。マルチボディダイナミクスとも呼ばれる解析方法で、自動車・鉄道車両・ロボット・産業機械・航空宇宙機などの分野に用いられています。

CAEソフトによる機構解析
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流体解析

流体解析は、空気の流れや熱の移動などを予測・評価する解析方法です。流体が運動する性質や状態を研究する「流体力学」を応用した解析手法で、製造業をはじめとするさまざまな分野で活用されています

例えば自動車製造では、車体周辺の空気の流れを検証する際に流体解析が用いられます。車が動いたときに発生する空気抵抗をなるべく軽減したボディを設計することによって燃費の良い自動車が製造できます。

また、建築物の設計時にも流体解析が用いられます。ドーム型スタジアムなどの大きな建築物を建てる際には、ビル風などを予測し、近隣住民への影響をできるだけ少なくした建物が建てられるようにします。

CAEソフトによる流体解析
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目的別
CAEソフトおすすめ3選

開発のどの場面で何を達成したいかに合わせて、CAEソフトを整理しました。設計時の工数削減、開発初期の方向付け、信頼性確保。フェーズごとのやりたい検証にフィットするソフト選びにお役立てください。

開発上流での高速な
複数案検証・当たり付け
シムスケール
SimScale
画像引用元:SimScale公式HP
(https://simscale.kke.co.jp/)
分散・並列実行で解析
を高速化

構造・流体・伝熱・電磁界解析をブラウザ上で完結。192コアが利用可能かつ、数百以上の並列計算により、高速で複数案の同時検証が可能。

上流での即時検証と連携
が可能なクラウド設計

非専任でも扱いやすいUIと、ブラウザ上で、⾮専任者でも即座に上流検証へ着手できる設計。設定や結果は、安全なワークスペース内で共有でき、解析専任者とのレビューもスムーズに連携。判断のスピードを損なわない運用を実現する。

AIとサロゲートモデル
構築による効率化

AIが解析設定作業をサポートし、非専任者でも迷わずに解析フローを進められる。また、サロゲートモデルを構築することも可能であり、設計〜評価プロセスの効率化を実現する。

CAD・CAM一体化による
手戻り抑制・内製効率化
オートデスク フュージョン
Autodesk Fusion
画像引用元:Autodesk Fusion 公式HP
(https://www.autodesk.com/jp/products/fusion-360/overview)
開発ツールの統合で
手戻りを防ぐ

CAD/CAM/CAE/PCB/PDMなど、複数の開発ツールをひとつに統合。モデリングから製造準備までの流れが一貫され、データ変換やツール間の切り替えによる手戻りを防ぐ。

設計段階で性能と信頼性
を検証

構造解析や熱解析、モーション解析などのCAE機能を標準搭載。モデリングしたデータをそのまま使って解析でき、設計段階で強度・熱・動作をすばやく検証できる。

設計業務を効率化するAI搭載

ジェネレーティブデザインや図面自動生成などのAI支援機能を搭載。繰り返し作業を自動化し、形状提案や図面出力を短時間にし、スピーディーに回せる内製開発を支援。

詳細設計〜最終判断のための
高精度再現・相関確保
アンシス
Ansys
画像引用元:Ansys公式HP
(https://www.ansys.com/ja-jp)
信頼性の高い解析精度と
品質保証体制に対応

ISO 9001認証に基づく品質管理体制のもと、原子力・航空・自動車などの厳格な規制環境にも対応。社内検証、法規認証、顧客提出に耐える解析精度と信頼性を担保。※1

高度なマルチフィジックス解析に対応

構造・流体・熱・電磁場・音響など、複数の物理現象を連成解析できるマルチフィジックスCAE。非線形や疲労、衝突、安全試験相関など高精度が求められる現象を再現し、実験データに基づいた設計検証を支援。

高負荷解析を支える
HPCとクラウド環境

Ansys Cloudにより、大規模・非線形解析をクラウド上で高速実行。オンプレミス環境との併用が可能で、計算リソースの柔軟な拡張が行える。

※1参照元:Ansys公式サイト(https://www.ansys.com/ja-jp/company-information/quality-assurance