このページでは、熱伝導解析が行えるCAEソフトの一例をまとめています。CAEソフトでの熱伝導解析を検討している方は、ぜひチェックしてみてください。
SimScaleはクラウド上で動作するCAEプラットフォームで、ブラウザから流体・構造・熱・電磁界解析を一括して実行できます。高性能PCを用意する必要がなく、クラウドリソースを活用して複数の設計案を同時に解析可能。コラボレーションやコスト削減にも優れ、電子機器の熱設計や自動車・建築物の風荷重評価などに適した環境を提供します。
ARaymondは、自動車向けのファスニング・接合技術に強みを持つ企業です。EV分野では、バッテリーモジュールをいかに効率よく接続するかが重要なテーマとなっており、従来の銅バスバー方式ではボルト締めによる組立コストの増加や、高い組立精度が必要になるなどの課題がありました。そこでSimScaleを導入し、CADデータとの連携、メッシュ生成、並列シミュレーションなどの機能を活用。解析工程の大幅な短縮と、開発全体のリードタイム削減を実現しました。
| 企業名 | SimScale GmbH |
|---|---|
| 公式HPURL | https://simscale.kke.co.jp/ |
3D TIMONは、東レエンジニアリングDソリューションズが提供する射出成形解析向けCAEソフトです。充填・保圧・冷却・繊維配向といった成形工程を再現でき、設計段階での不良予測や成形条件の検討作業を効率よく進められます。さらに、処理速度の速さや直感的に理解しやすい表示機能も大きな特徴です。
公式サイトに導入事例がありませんでした。
| 企業名 | 東レエンジニアリングDソリューションズ株式会社 |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.3dtimon.com/ |
Abaqusは、有限要素法を活用した汎用CAEソフトです。陰解法(Abaqus/Standard)と陽解法(Abaqus/Explicit)を備え、
線形/非線形や静的・動的解析に対応します。SIMULIA 3DEXPERIENCE経由でクラウド版も利用可能となっており、データ管理や履歴追跡が容易な点も特徴。自動車、航空、建設など、幅広い業界の構造設計検証に適しています。
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| 企業名 | Dassault Systèmes(ダッソー・システムズ) |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.3ds.com/ja/products/simulia/abaqus/cae |
AdventureClusterは、大規模かつ複雑な解析を実行できる、国産の並列有限要素解析ソフトです。大規模クラスタ計算に最適化されており、構造解析だけでなく非定常熱伝導など多様なシミュレーションに対応。高い計算性能と拡張性により、精密機器、自動車、材料分野のような、膨大なメッシュを扱う解析で強みを発揮します。
「時間経過で接触部位が多くなり解析時間がかかる」という課題に対し、AdventureClusterを活用した事例です。ICチップのリードフレームに電流が流れた際の発熱による温度上昇を、非定常熱伝導解析で詳細に評価。温度分布の推移とピーク値を事前に把握することで、温度変化に敏感な電子部品の設計最適化に貢献しています。
| 企業名 | 株式会社アライドエンジニアリング |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.alde.co.jp/ |
Ansysは、多物理現象の連成解析に強みを持つCAEソフトウェア・プラットフォームです。構造、熱、流体、電磁界などの解析モジュールを統合し、高度な最適化やマルチフィジックス設計をサポートします。トークンやサブスクリプション型ライセンスがあり、スケーラブルな運用が可能。産業用途での設計検証、性能解析などに広く利用されています。
IIT Bombay Racingでは、FSAEカーの冷却システム設計にあたり、アキュムレーター内で発生する局所的な「ホットスポット」が課題となっていました。そこで、空気の流れを可視化して熱分布を把握できるツールとして、Ansys Fluentを使用。FSAEカーのラジエーター冷却システムを熱流体解析し、熱伝達効率を高めることで、セル温度を約15%低減することに成功しています。
| 企業名 | Ansys, Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.ansys.com/ |
CAST-DESIGNERは、ゲート・システム設計とCAE解析の機能を兼ね備えたソフト。金型やアキュムレーター内の空気の流れ、温度分布、凝固状態などをシミュレーションすることで、ホットスポットや気泡、欠陥が発生しやすい箇所を事前に把握できます。また、
設計変更の影響を迅速に評価できるため、試作回数の削減や製造コストの最適化に貢献するのも特徴です。
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| 企業名 | C3P Engineering Software International Ltd. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://systemcreate-inc.co.jp/products/castdesigner |
COMSOLは、熱設計や熱負荷効果を総合的に検証できるCAEソフトです。伝熱モジュールを追加することで、伝導・対流・放射といったさまざまな伝熱現象を解析することが可能。部品や建築物の温度分布や熱流束をモデル化できるほか、単一環境でのマルチフィジックスシミュレーション(連成解析)にも対応しています。
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| 企業名 | COMSOL Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.comsol.jp/ |
DEFORMは数値解析技術を駆使し、金属加工における材料の流れ、工具への応力、熱処理による変形、切削での切りくず生成など、
さまざまな加工プロセスを仮想空間で再現できるCAEソフトです。初心者でも扱いやすい操作性を持ちながら、熟練者の解析精度向上や業務効率化にも貢献する、多機能な設計支援ツールとなっています。
ヘリカルギアのガス冷却による熱処理を対象とした事例。ガス流れによる冷却ムラや部位ごとの温度変動を把握して、品質のばらつきを抑制することを目的に、DEFORMを導入しました。導入後は、CFD解析によりガス速度・流れ分布を可視化できるようになり、その結果を焼入れ解析と連携。冷却ムラの発生箇所や熱伝達率を定量化でき、不良リスクを事前に評価できるようになりました。
| 企業名 | SFTC(Scientific Forming Technologies Corporation) |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.deform.com/ |
Femtetは、村田製作所が使用してきた設計者向けの国産CAEソフトです。電場・磁場・電磁波・熱伝導・応力・流体・圧電・電波の
8分野に対応し、それらの連成解析が可能。モデル作成やメッシュ生成など、解析に必要な機能が標準装備されており、コストパフォーマンスにも優れています。日本語版のヘルプやチュートリアルも用意されており、初めてCAEを使う方でも利用しやすい設計です。
熱電発電では素子にかかる温度差で発電量が決まるため、空冷放熱時にはヒートシンクの冷却能力設計が重要です。この事例では、
定熱源に対するヒートシンク性能の影響を解析。ヒートシンクの大きさを変えて伝熱計算を行い、素子の温度差を算出しました。その結果から発電量を推定、デバイスが必要とする電力を確保することに適した、ヒートシンク冷却能力を評価・設計しています。
| 企業名 | ムラタソフトウェア株式会社 |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.muratasoftware.com/ |
Fusion は、CAD・CAM・CAE・PCB設計を統合したクラウドベースのプラットフォームで、設計から製造・解析まで一貫して管理できます。CAE機能としては、静的応力、モード周波数、熱応力、非線形応力、座屈解析など、マルチフィジックス解析に対応。サブスクリプション型で初期コストを抑えやすく、小規模事業者や個人でも導入しやすい点も特徴となっています。
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| 企業名 | Autodesk, Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.autodesk.com/company |
Granuleworksは、個別要素法(DEM)を用いた粉体解析に特化した汎用CAEソフト。メッシュ作成が不要で、CADデータをそのまま
読み込んで混合、搬送、充填などの挙動をシミュレーションできます。さらに、Particleworks(流体解析)やRecurDyn(機構解析)との連成解析にも対応し、複雑なマルチフィジックス解析を実現できるのも特徴です。
粉体を加熱するシミュレーションの事例。円筒容器内部に配した小さな加熱管(熱源)と接触する粉体が、伝導伝熱により温度上昇する様子が捉えられています。
| 企業名 | Prometech Software, Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://prometech.co.jp/ |
汎用CAEプラットフォームであるHyperWorksは、有限要素解析(FEA)やマルチボディ解析、可視化、システム管理などを単一環境で扱えるソフト。主な解析機能には、構造解析(OptiStruct)、衝撃・破壊解析(RADIOSS)、熱流体解析(AcuSolve)などがあり、マルチフィジックスへの対応にも強みを持ちます。ライセンスは共通のトークン制を採用しており、必要に応じて各種アプリケーションを使用できる点も特徴です。
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| 企業名 | Altair Engineering Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://altairjp.co.jp/company |
IRONCADは、装置・治具設計を得意とする3次元CADです。カタログから形状をドラッグ&ドロップすることで直感的にモデル化でき、拘束を使わない配置ツール「TriBall」により、自由なアセンブリが可能。さらに、パーツとアセンブリを同一ファイルで扱える
トップダウン設計ができ、大規模アセンブリにも高い性能を発揮します。
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| 企業名 | IronCAD, LLC |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.ironcad.com/ |
Jupiter Preは、大規模モデル対応に強く、1億節点以上のメッシュ作成が可能な汎用CAEプリプロセッサー。自動メッシュ機能と柔軟なカスタマイズ性により、作業工数の大幅な削減に寄与します。CADインポートからソルバー入力、ファイル出力まで、ひとつのソフト上で処理を完結できるのも特徴です。
高温強度の解析精度向上を目的に、某二輪車メーカーにて、排気系の高温部材を対象に温度分布を考慮した疲労強度解析を実施。
Jupiter Pre/PostとSunShineを用いて、温度依存性の材料特性を反映し、高温時の熱応力+振動応力+疲労を連成しました。
専用のメッシング機能を用いることで、排気系モデルの作成工数を従来の約1/4に短縮。解析精度と検討スピードを両立し、高温強度設計の効率化に成功しました。
| 企業名 | 株式会社テクノスター |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.e-technostar.com/ |
KeyFDTDは、自社開発の国産FDTD(時領域差分法)による電磁波解析ソフトで、モデリング(KeyModel)、ソルバー(KeyFDTD)、可視化(KeyPlot)を統合。リアルタイムで電界・磁界分布を可視化でき、解析中のアニメーション出力も可能です。DFT(離散フーリエ変換)による周波数領域解析で、透過・反射スペクトルを一度に取得できるほか、複素電磁界やポインティングベクトルの出力設定にも柔軟に対応できます。
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| 企業名 | 株式会社科学技術研究所 |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.kagiken.co.jp/company/about/ |
LS-DYNAは非線形ソルバーとしての汎用性が高く、構造・衝撃・熱・流体・電磁界など、幅広い物理現象の解析に対応。単一のコード(ワンモデル・ワンコード)で多領域の解析が可能なため、高い開発効率が期待できます。また、複数工程を考慮したシミュレーションもでき、衝突解析や乗員安全解析、落下解析などの機能も備えています。
自動車開発では衝突安全性が重要で、EVやHEVではバッテリーの安全確保が欠かせません。LS-DYNAでは、外力によるバッテリーの変形や内部短絡を電場解析と熱構造連成解析で再現し、温度上昇や変形の挙動を評価。冷却管内の流体解析と組み合わせることで、冷却性能の予測も可能です。また、力学・電気・熱を統合したマルチフィジックス解析により、異常時の挙動も多角的に把握できます。
| 企業名 | Ansys Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.ansys.com/ |
Moldex3Dは、CoreTechが開発した3D 樹脂流動解析ソフトで、金型・ランナー・冷却回路などを含めた解析が可能。有限体積法(FVM)を導入し、数百万要素規模のモデルにも対応しています。また、ウェルドライン予測、金型冷却、成形後の変形(そり)解析など多機能を備え、構造解析との連携を行えるのも特徴です。
圧縮成形では、金型が開いた状態と閉じた状態で冷却チャネル位置が変わるため、温度偏差が生じ、反り精度が落ちるという特徴があります。これに対し、Moldex3Dで金型開放時のメッシュと閉鎖時の金型移動を同期させ、メッシュ変形を伴う温度解析を実施。金型の温度分布と移動を可視化することで、実際の成形プロセスに近い解析が可能となり、圧縮成形の精度と信頼性が向上しました。
| 企業名 | CoreTech System Co., Ltd. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.moldex3d.com/ |
CAEプラットフォームであるMSCOneは、トークン方式による柔軟なサブスクリプションが特徴です。必要なCAEソフトをトークンで選んで使えるため、無駄なコストを抑えることができます。また、MSC Nastran、Adams、Dytranといった、多様な分野の解析ツールを統一環境で利用できるのも特徴です。
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| 企業名 | Hexagon AB |
|---|---|
| 公式HPURL | https://hexagon.com/ |
NX Nastranは、MSC Softwareの基盤技術を継承し、Siemensが開発した汎用構造解析ソフト。有限要素法を用いた線形/非線形構造解析が可能で、自動車・航空宇宙・重機など、幅広い分野で採用されています。スパース/マルチグリッドソルバー、リスタート解析、
分散並列処理(DMP)など、多様な解析機能を備えているのも特徴のひとつです。
自動車のディスクブレーキ回転ローターの摩擦による発熱、熱膨張、変位などを、熱・構造連成解析により評価した事例です。ローターのインナーとアウター表面、およびフィン/ハット部分に熱流束と熱伝達率を与えて、温度・変形・応力を評価。ローター断面の変形を可視化し、熱伝導によってインナー側が外側傾く挙動や、穴周辺で高応力が発生することを確認できました。
| 企業名 | Siemens Digital Industries Software |
|---|---|
| 公式HPURL | https://plm.sw.siemens.com/ja-JP/simcenter/nastran/ |
Particleworksは、粒子法(MPS法)による流体解析CAEソフトです。メッシュ不要でCADデータからの直接解析が可能であるため、前処理の工数を減らすことができます。また、自由表面の大変形(飛沫、攪拌、充填など)や、複雑な流体-剛体・粉体との連成解析にも対応しています。
伝熱解析機能が強化された、Particleworks 7.0を用いた事例です。金型冷却解析では、製品や冷却水(流体)と金型(構造物)間の熱伝導を解析可能。粒子の温度変化だけでなく、金型の温度変化も断面コンター表示で確認でき、冷却挙動を直感的に把握できます。
| 企業名 | Prometech Software, Inc. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.prometech.co.jp/ |
PHOENICSは汎用流体解析ソフトで、基本的な乱流熱流動解析のCoreパッケージをはじめ、自由表面や化学反応を扱うAdvancedパッケージ、二相流解析、CVD解析、CAD連携のRhinoCFDなど、さまざまな機能を備えています。国内外での信頼性が高く、幅広い分野で多様な物理現象の再現に活用されています。
炉内の石英管は3本の加熱コイルで加熱され、熱電対で発熱量を制御。上部755℃、中央770℃、下部765℃の温度分布に設定されています。管内には直径150mmのシリコンウェハー71枚をバッチ配置し、3枚のクォーツバッフルが下部フランジへの放熱を抑制。中心部の温度勾配は均一で、半透明輻射率を考慮した解析でも同様の結果が得られました。
| 企業名 | Concentration Heat and Momentum Ltd. |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.phoenics.co.jp/company.htm |
salome-mecaはオープンソースのCAEソフトで、ライセンス数に関わらず無料で使えます。プリ/ポスト処理にはSALOMEを、構造解析ソルバーにはCode_Asterを統合。機能面も充実しており、線形/非線形・動的解析やマルチフィジック、疲労・破損解析などに幅広く対応しています。
公式サイトに導入事例がありませんでした。
| 企業名 | eDF |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.salome-meca.jp/sp/product.html |
Simcenterは、1D/3Dシミュレーションに対応する総合CAEプラットフォームで、概念の設計段階からシステム性能を予測できるのが特徴。構造解析・熱流体解析・音響・機構解析・疲労・位相最適化など、多岐にわたる物理現象を統合できます。3D CADとシームレスに連携し、CAD形状から直接解析モデルを作成できるほか、メッシュ自動生成、要素の自動更新にも対応しています。
公式サイトに導入事例がありませんでした。
| 企業名 | Siemens Digital Industries Software |
|---|---|
| 公式HPURL | https://plm.sw.siemens.com/en-US/simcenter/ |
SOLIDWORKSは、SolidWorks社が提供する3D CADソフト。用途やニーズに応じて選べるパッケージが用意されています。誰でも迷わず操作できるよう工夫されており、ユーザーが直感的に扱える設計になっているのも特徴。Windowsに準拠しているため、メニューバーやツールバーなども他のWindowsソフトと同じ感覚で操作できます。
公式サイトに導入事例がありませんでした。
| 企業名 | Dassault Systèmes SolidWorks Corporation |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.3ds.com/ja/about/company |
CalculiXは、オープンソースの3次元有限要素解析(FEA)ソフトウェアです。線形および非線形の静的・動的・熱解析をサポートするソルバー「CCX」と、OpenGLを用いたプリ/ポストプロセッサ「CGX」を提供。Abaqusと互換性のある入力フォーマットを採用しており、商用プリプロセッサとも連携可能です。さらに、出力を Nastran、Ansys、Code Aster、OpenFOAMなどに対応させることもできます。
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| 企業名 | Guido Dhondt & Klaus Wittig |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.calculix.de/ |
Code_Asterは、フランスの電力会社eDFが開発したオープンソース構造解析ソルバーです。使用料は無料で、線形/非線形静解析、振動解析、熱伝導(定常/非定常)、破損・疲労、マルチフィジック(熱‐構造、流体‐構造など)まで対応。ソルバーは並列計算が可能で、大規模問題にも強みを持ちます。
公式サイトに導入事例がありませんでした。
| 企業名 | eDF |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.code-aster.jp/sp/product.html |
Adventureは、理化学研究所を中心に開発された大規模構造解析向けの国産オープンソースCAEソフトウェア。有限要素法(FEM)を基盤とし、並列計算を前提に設計されているため、大規模・高精度な解析の高速処理が期待できます。複数のソルバーやプリポスト環境が整備されており、カスタマイズ性が高い点も特徴のひとつ。国内開発でドキュメントが充実しているため、日本語環境で大規模解析を行いたいユーザーに適しています。
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| 企業名 | ADVENTUREプロジェクト |
|---|---|
| 公式HPURL | https://adventure.sys.t.u-tokyo.ac.jp/jp/project/ |
FrontISTRは、大規模並列構造解析に特化したオープンソースの有限要素法ソフトウェア。MITライセンスにより、無償利用が可能と
なっています。非線形構造(弾塑性、クリープ、超弾性など)や接触解析、熱伝導、動的解析、固有値解析など、多彩な解析機能を搭載しており、産業用途から学術まで幅広く利用されています。
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| 企業名 | 一般社団法人FrontISTR Commons |
|---|---|
| 公式HPURL | https://www.frontistr.com/ |
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。
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。
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/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。
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。
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。
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
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。
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)