Ansys Mechanical 機能による低次元化

通常Ansysを利用して大規模線形時刻歴解析を実施する場合、モード重ね合わせ法による時刻歴解析を実施します。この方法は、モーダル解析により求めたモードベクトルによりマトリクスを低次元化し、内部的に高速計算を実施後、各時刻・各節点の結果を出力します。
通常の運動方程式を直接計算する方法に比べて、計算速度は速くなりますが、大規模モデルの場合、それでも計算時間やディスク容量を必要とします。
変位出力ポイントが決まっている場合、さらなる計算時間の短縮・ディスク容量の削減のために、１Dシミュレーションで利用可能なモード縮退による状態空間モデルを利用することが可能です。このようなモデルをModel order Reductionを略してROMモデルと呼んでいます。

Ansys Mechanicalを利用して、モード縮退による状態空間モデルのROMモデルを作成します。
作成したROMモデルはAnsys TwinBuilderで読み込めるファイル形式となります。また、出力したデータを変換してMatlab/Simulinkで利用することも可能です。

3D モデルと 1D モデルの計算時間等を下表のように比較しました。
3D解析は7680ステップの計算に約4時間かかり、結果ファイルも250GB必要でした。
それに対して１Dモデル化した計算は4秒で計算可能でした。