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マルチフィールドソルバー

幅広い連成解析を行うためにANSYSが持つ連成解析ソルバーです。
マルチフィールドソルバー（シングルコード連成ソルバー、マルチコード連成ソルバー）を装備しており、片方向・双方向のシーケンシャル連成やマトリクス連成など、高度な解析を行なうことが可能です。

特長

ANSYS内の多分野における解析機能を利用して、シーケンシャルな連成解析を行い、物理現象間で転送される荷重が収束するまで、自動的に各物理現象間を反復して解析します。
解析分野毎に適切なメッシュを用意し、荷重マッピング機能により解析時間の短縮を図ることができます。
複数の解析場の間で、面荷重や体積荷重の転送が行なわれます。
非構造要素の自動メッシュモーフィングが実施されます。
材料および形状の非線形性を考慮した解析ができます。
連成解析の結果の把握はもちろんですが、各物理フィールドで独立した結果ファイルが作成されます。
マルチフィールドソルバーでは解析問題を分散して解くことができるので、1つのCADモデルを共有する社内の個々の解析専門家が別々の物理現象を処理することが可能になります。
スタッガーループを使用してデータ交換を行うため、過渡解析での各タイムステップの終了時に計算が確実に収束するように考慮されています。また、定常解析でも確実に収束します。

マルチフィールドソルバーを活用した解析環境の概念図

機能解説

荷重マッピング機能：解析対象の物理現象が異なると、それぞれに適切なメッシングサイズが異なります。双方向連成を行なう際に、一方の物理現象に適したメッシュを用いて解析したデータを、他方の物理現象に適したメッシュ上へ反映するのは手作業では多大な工数がかかります。荷重マッピング機能は、この作業を自動で行なう機能です。

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スタッガーループ：過渡解析の場合、解析の経過時間が解析結果に影響を持つ場合の解析ですが、実現象に近い解析結果を得るためには、各タイムスタンプ毎に解析結果が収束していることが必要になります。

スタッガーループという機能を使って、収束するのに必要なだけ連成解析を反復させる（ループさせる）ことにより、解析結果の収束を確実に実現します。
過渡解析だけではなく、定常解析でも確実に収束します。

シングルコード連成解析ソルバー

ANSYSが持つマルチフィールドソルバーのうちの1つです。
1つのプログラム内で連成解析を行う場合に使用されます。

事例

位置検出器の磁場 - 構造連成解析
SAWデバイスの電場 - 構造連成解析
ボイススピーカーの磁場 - 構造 - 音響の連成解析
ヘリカルギヤの誘導加熱解析
超音波モーターの圧電 - 構造連成解析

マルチコード連成解析ソルバー

ANSYSが持つマルチフィールドソルバーのうちの1つです。マルチコード連成解析ソルバーは、FSI解析（流体-構造連成解析）を対象にしています。
ここで、構造部分はANSYS Multiphysics、流体部分は ANSYS CFXを使用して解析されます。
FSI解析にはBasic FSIとAdvanced FSIという2つのレベルがあります。
ここではANSYS Multiphysicsが扱えるAdvanced FSIについて説明します。
Advanced FSIは、マルチコード連成ソルバーを使用し、形状の移動/変形を考慮する時間依存の過渡解析または定常解析を行う、双方向のFSI機能を備えています。
この機能は、ANSYS MechanicalおよびMultiphysicsとCFXとの間で使用できます。

Advanced FSI解析機能詳細

ソルバーベース	マルチフィールドソルバー
反復連成（シーケンシャル及びマトリクス）	双方向連成流体-構造流体-伝熱-構造伝熱-流体共役熱伝達
荷重 (サーフェスまたはボリュームベース)	圧力変位温度熱流束
補間法	非コンサバティブコンサバティブ
アプリケーション	定常解析非定常解析ドメインの移動なしドメインの移動、変形あり

特長

2種類の汎用ソルバー（ANSYSソルバー、CFXソルバー）を制御する FSI 解析は、一般的にその操作及び制御が煩雑になりやすいのですが、マルチコード連成ソルバーという統一された環境下で解析の全設定/結果処理を行い、煩雑なFSI 解析の操作/制御を容易にしています。
FSI連成では、LAN、WAN、またはインターネット接続を利用できます。
1つ以上のマシンで実行されている1つ以上のプログラムでそれぞれで実行している解析の連成解析で使用できます。そのため、マルチフィールドソルバーよりも物理的に複雑で、大規模なモデルに対応できます。
また、CFXソリューションでは並列計算が可能です。（追加のCFX並列モジュールが必要です）
FSI解析を行うにあたって、サードパーティー製品は不要です。購入するソフトウェアツールの数が少ないので、ツールの購入、習得、管理に伴うコストを低減できます。

事例

圧電式インクジェットの流体 - 構造連成解析
動脈流路内血液と弁の流体 - 構造連成解析
ボールバルブの流体 - 構造連成解析

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