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マルチフィジックスCAEのメリットとは?

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地場や電熱、構造など複数の物理現象が関係する場面では、これらを同時に扱うマルチフィジックス解析が有効です。ここでは、
マルチフィジックスの概要と、対応CAEソフトを選ぶ際の利点を紹介します。

マルチフィジックスとは

マルチフィジックスとは、熱・構造・流体・電磁場など、異なる物理現象を組み合わせて解析する手法のことで、連成解析とほぼ同義の概念として用いられるものです。

実際の現象では、単一の物理要素だけが独立して作用することは少なく、複数の要因が絡み合いながら作用します。それぞれの現象を個別に評価すると、温度上昇による材料特性の変化や、変形が流れに及ぼす影響などを十分に捉えられず、実挙動との差が生じる恐れがあるのです。

こうした課題を解決するために活用されているのが、複数の物理現象を前提として解析するマルチフィジックス解析。近年では、用途や分野に応じた多様なCAEソフトが各メーカーから提供され、設計精度や製品信頼性の向上に貢献しています。

マルチフィジックス対応CAEソフトを選ぶメリット

マルチフィジックス解析のメリットは、実際の挙動に近い条件でシミュレーションを行えること。これを活用することで、個別の現象だけでは捉えきれない影響を踏まえた評価が可能になります。

たとえば、圧力容器では内部流体による伝熱と構造応力が同時に発生し、誘導加熱では磁場による発熱と温度分布の変化が材料特性に影響を及ぼします。これらを同時に扱うことで評価の精度を高めることができ、担当者の業務効率や設計プロセスの改善も期待できるようになるでしょう。

まとめ

本記事では、マルチフィジックス解析の概要と、対応CAEソフトを選ぶ意義について整理しました。

当サイトでは、サポート体制や機能を踏まえてCAEソフトを比較できる一覧ページを用意しています。各ソフトの特徴を確認する際の参考としてご活用ください。

【目的別】CAEソフト
おすすめ3選を見る

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