プログラム詳細

基調講演
K-1 これからのシミュレーション技術における課題と期待

株式会社日立製作所
研究開発グループ 技師長 博士(工学)
佐々木 直哉 様

IoTやAI等の活用が急速に進み、サイバーとフィジカルな時空間での連携、融合による高度な社会が期待されている中で、シミュレーション技術は益々重要になってくる。その半面、産業界で分野に違いはあるが、大規模、高度シミュレーション活用ができる企業はまだ少なく、実際のものづくり現場において必ずしも十分普及しているとは言えない。これは、シミュレーションやデータをつなげたものづくりにおいて、シミュレーションをうまく活用する知識や知恵(モデリング、解析妥当性や目利き、気づき、異分野連携等)がまだ確立されていないためと思われる。
本講演では、シミュレーションの動向、人材育成等を俯瞰しながら、今後の課題、期待を述べさせていただく。

<Profile>
〔略歴〕
1982年 (株)日立製作所 機械研究所入所。
2002年 高度設計シミュレーションセンタ長
2008年 主管研究長
2014年 研究開発グループ 技師長
現在に至る。 博士(工学)。

〔これまでの主な仕事〕
銀行端末やプリンタ、HDD等、メカトロニクス製品の開発に従事。専門は媒体搬送、分子動力学、数値流体シミュレーション。

日本機械学会筆頭副会長
日本計算工学会監事
日本機械学会フェロー、日本計算工学会フェロー
日本トライボロジー学会会員

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基調講演
Advancing the State of the Art in Mechanical Simulations

Principal Product Manager, Mechanical Business Unit,
ANSYS, Inc.
Siddharth Shah

ANSYS, Inc. の構造解析分野のPrincipal Product ManagerであるSiddharth Shahが来日します。ANSYSの最先端の解析機能を事例を交えて紹介するとともに、今後の開発計画について語ります。
[同時通訳]

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構造、使いこなし
A-1 爆風を受ける平底円筒タンクの時刻歴応答解析

東洋エンジニアリング 株式会社 永田 聡 様

化学プラントに設置する鋼製平底円筒タンクの耐爆風圧強度評価の一例を紹介する。FLACSによる爆発解析を実施してタンクが受ける爆風をシミュレーションし、タンク外面の時刻歴圧力分布をANSYSに取り込んで、タンクの弾塑性応答解析を行い強度評価する手法である。FLACSから爆風圧を取り込んで構造解析する手順は、流体構造連成解析としては単純な一方向連成であるが、ANSYS側の解析はタンク内容液もモデル化した連成解析となっている。FLACS爆発解析およびANSYS応答解析の概要、爆風圧の大小やタンク内容液の有無による応答の違い、爆風圧波形を単純化した簡易評価の適用性検討結果などについて述べる。

[キーワード] 流体構造連成、弾塑性、タンク、爆風圧

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マルチフィジックス、その他
A-2 データ管理でCAEノウハウの見える化

株式会社 ケーヒン 羽田 周一 様

弊社では、多くの設計者がCAEを製品開発に活用する中、データの個人管理により必要性の判断ができずに増加するデータの取り扱いに苦慮していました。この様な状況で、データ検索や解析再実行と無駄な業務が発生し、CAE資産を十分に活用できる環境に整備されていませんでした。CAEをより有効的な道具として活用するために、利用ルール、プロセスの制定と価値のあるデータを有効活用できる環境を構築し、開発全体の標準化に向けた取り組みを行なっております。その中から本講演では、価値あるデータの有効活用のための管理ツール導入から社内展開までの経緯をご紹介致します。

[キーワード] データ管理、設計プロセス、効率化、自動車

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複合材料、樹脂
A-3 CFRP部品の設計&製造方法の紹介 〜トポロジー最適化機能を使用して 炭素繊維の特徴を活かす〜

東海工業ミシン 株式会社 吉川 勝治 様

CFRPは以前からスポーツ・レジャー用品などで使用されておりますが、産業用途での適用においては、日本はヨーロッパから10年以上遅れていると言われております。 その理由は多岐に渡りますが、その内の一つの要因であります「設計の難易度」を少しでも解消するために、ACP・Multiscale.SimとANSYS18.0の新機能(トポロジー最適化)を使用した設計手法と、炭素繊維などの強化繊維の特徴を活かすための製造方法と、ヨーロッパでの事例を紹介します。 実用レベルのCFRP部品の設計は、「思っていたより、難しくないかも!」 と実感して頂けると思います。

[キーワード] 複合材設計、製造

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構造、使いこなし
A-4 フッ素樹脂の用途開発における構造シミュレーションの活用

ダイキン工業 株式会社 劉 継紅 様

フッ素樹脂は耐薬品性、耐熱性、絶縁性など多くの優れた特性を持っており、自動車、半導体・情報通信など幅広い分野で使われ製品性能の向上に貢献している。フッ素樹脂の用途開発においては、これまで経験則や実験が重要視されたが、構造シミュレーションを取り入れることにより、物理現象分析の効率化と実験点数の削減を実現し、開発の期間短縮と完成度向上につなげた。また、構造シミュレーションの活用が顧客価値に応える新しいビジネスモデルの創出など、「仕事のやり方、働き方を変える」きっかけとなった。

[キーワード] フッ素樹脂、非線形解析、長期信頼性評価、特許出願

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構造、使いこなし
A-5 The introduction of the solder fatigue simulation with ANSYS Mechanical in WDC

株式会社 HGSTジャパン 赤穂 伸雄 様

多機能化・小型化が進むLSIにおいて、弊社ではリードレスパッケージの採用を進めております。これらパッケージと基板とを接続する半田に掛かる熱応力は複雑化しており、設計段階での半田疲労の見積りが重要となっております。本講演では、ANSYS Mechanicalを用いた弊社で得られた知見を紹介いたします。

[キーワード] はんだ、疲労解析

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構造、使いこなし
A-6 デバイス開発における非線形シミュレーション活用事例

パナソニック 株式会社 池山 佳光 様、競 昌也 様

パナソニックのデバイスソリューション事業部では車載、産業、ICTと様々な分野のお客様に対して先進デバイスおよびそれらを活用した最適なソリューション提供を行っており、その基礎となる高信頼性・高品質のデバイス開発のためにシミュレーション解析を最大限活用しています。ANSYSは非線形構造解析や連成解析において優れた性能を有しており開発には欠かせません。本発表では特に金属塑性やゴムといった材料非線形と大変形接触を組み合わせた解析、また陽解法解析を活用したデバイス解析事例を紹介させて頂きます。

[キーワード] 材料非線形解析、構造非線形解析、陽解法構造解析、エレクトロニクス・デバイス

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マルチフィジックス、その他
B-1 サイバネットシステムがすすめるMDS(Multi Domain Solution)について

サイバネットシステム株式会社 重松 浩一

近年ますます複雑化する製品設計・開発において、熱、応力といった従来の単一現象の理解だけでは限界を感じる場面が多くなってきました。ANSYSでは、すでに流れ・応力の連成問題に対し、FSIと称した解析機能を提供しています。さらに電磁界や熱などの現象を取り扱う複合領域ソリューションに注力し、開発を進めています。本講演では従来の複合領域の解析技術に加え、近年話題に上がっているシステムシミュレーション技術との連携や、ANSYSでは取り扱わない“光”との連携、弊社が重点的に取り組んでいる『つなぐ技術』など、更にすすむMDSの現状について例題を交えながら紹介し、今後の技術課題について議論したいと思います。

[キーワード] マルチドメイン、システムシミュレーション、つなぐ技術

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流体、流体―構造連成
B-2 FSIを始めてみよう! 〜FSIとの付き合い方のご紹介〜

サイバネットシステム株式会社 津田 俊幸

昨年までの流体構造連成のセッションでは事例紹介を中心に発表しておりましたが、今年はFSI解析に取り組むための準備、そしてエラーが発生したときの回避方法をご紹介いたします。 FSIは「流体と構造解析それぞれを知らないとできない」や「エラー回避方法が難しそう」など、敷居が高いとお考えの方がいらっしゃるようです。しかし、しっかりとした対処方法を身につけることで、安定的に解析を実施することも可能です。その対処方法として、『準備編』では利用するライセンスやFSI解析に必要な境界条件設定に言及し、『エラー回避編』では流体解析のエラーや構造解析のエラーだけでなく、連成解析特有のエラーとその回避方法などにも言及いたします。

[キーワード] 流体構造連成解析、FSI、エラー回避方法、トラブルシューティング

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マルチフィジックス、その他
B-3 設計者支援CAEツールとしてのANSYS AIMの活用方法のご紹介

サイバネットシステム株式会社 榊原 孝志

ANSYS AIMは、QCD(品質・コスト・納期)を向上させたいとお考えの方に最適な「設計者支援CAE」です。本セッションでは、最初に設計者支援CAEの目的や、必要とされる機能を改めて整理した上で、ANSYS AIMを設計者支援CAEツールとして利用する方法を、熱流体解析(電子機器の最適設計)を例にご紹介いたします。

[キーワード] AIM、最適設計、設計者支援CAE、QCD

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構造、使いこなし
B-4 実践メッシング 〜機能とノウハウ〜

サイバネットシステム株式会社 西村 知晃

解析精度は対象物のモデル化、メッシュ、材料物性、境界条件依存します。この中でメッシュは解析特有の設定項目であり、解析の内容によって適したメッシュサイズは異なるため、サイズ決定は容易ではありません。また、メッシュサイズは結果精度のみではなく解析時間にも影響します。本セッションではこのようなメッシュ生成の問題において、精度と解析時間を両立した効率的なメッシング方法をANSYS機能だけではなく、これまで培ったノウハウについてもご紹介いたします。

[キーワード] メッシュ、メッシュサイズ、メッシュ依存、解析精度、解析時間

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構造、使いこなし
B-5 いまさら聞けない!接触オプション

サイバネットシステム株式会社 稲継 宥美

本セッションでは、接触解析のトラブルシューティングに不安のある方や接触の詳細ビューのオプションの機能について十分に理解できていないと感じられている方を対象に、デフォルトで選択されているオプションの確認方法から、接触の詳細ビューのオプションの内容と効果まで、事例を交えてご紹介いたします。
※ ANSYS Workbench Mechanical 接触解析セミナーノートを一読されていることが望ましいです。

[キーワード] 接触、収束、トラブルシュート

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構造、使いこなし
B-6 2つの最適化解析を使ってはじめる設計革新

サイバネットシステム株式会社 大澤 宜紀

ANSYSには2つの最適化解析があるのをご存知でしょうか。1つは最適なパラメータの組み合わせを求める最適化解析、もう1つは大まかな設計空間から、不要な部分を削りだして最適な形状を求めるトポロジー最適化解析です。何れもDesignSpace以上のライセンスで利用することができます。製品設計におけるCAEの強みの1つであるパラメータスタディに加えて、トポロジー最適化がANSYS18.0から追加され、さらに強力に設計にフィードバックできるようになりました。本セッションでは、この2つの最適化解析の違いと、設計に活用するための使いどころについて紹介いたします。

[キーワード] 最適化、トポロジー、位相、パラメータ、DesignXplorer、DX

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複合材料、樹脂
C-1 ナミックスおける流動解析の活用

ナミックス 株式会社 榎本 利章 様

近年、半導体パッケージの高集積化、大容量化に伴い、電子デバイス用の樹脂に求められる機能も複雑化し、単なる力学的特性のみならず、流動性、硬化性、信頼性等の最適な製品設計が求められている。そこで、まずは、樹脂の固体の力学的特性から検討を始め実験的に検証を行い、最適設計に生かすことで基盤を築いた。次に、流動や硬化等の固体から離れた状態での検討を始めた。さらに剥離や疲労に関わる寿命の解析も着手し始めた。本講演では、特にナミックスが樹脂の流動についてどのようにシミュレーションを活用していったか、今後の展望も含め、説明する。

[キーワード] 樹脂、流動、半導体パッケージ

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複合材料、樹脂
C-2 ガラスマットとガラスクロスを適用したFRPの強度解析(非接触給電コイル筐体を参考事例として)

TDK 株式会社 菅澤 昌之 様

TDK株式会社では、自動車用非接触電力伝送システムを開発している。これは2つのコイル間を磁界共鳴方式で電力伝送する技術である。給電コイルは駐車スペースに、受電コイルは自動車のアンダーカバーに設置される。磁界による渦電流により電力効率を下げるので、コイル筐体材料は非導電性・非磁性材料を適用しなければならない。給電コイルケースは駐車スペースに配置されるため自動車の乗り上げを考慮し、コイル、磁性体および電子部品を保護できる強度が必要である。我々は上記を鑑み、ガラス繊維強化プラスチックを用いて給電コイルケースを試作し、強度確認にあたりMultiscale.Simの有効性が確認されたのでここに報告する。

[キーワード] 自動車、複合材料、エレクトロニクス

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マルチフィジックス、その他
C-3 HEV用ニッケル水素電池の極板設計における電流解析シミュレーションの活用

プライムアースEVエナジー 株式会社 前原 賢一 様

ハイブリッド自動車(HEV)用ニッケル水素電池について、自動車の商品力を向上させるため、高出力、低コスト化の開発を進めている。その開発の中で、電池の更なる高出力化を実現するため、極板の抵抗成分を低減することが重要な開発要素であった。今回、CAEにより、極板材料のモデルを作成し電流シミュレーションを行うことで、抵抗成分を低減する検討を行った事例をご紹介致します。

[キーワード] 自動車、電池

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流体、流体―構造連成
C-4 メカニカルシールしゅう動面の流体解析および設計最適化 〜次世代メカニカルシールの開発〜

イーグル工業 株式会社 木村 航 様

メカニカルシールは、ポンプ等の回転機械の動力を伝えるシャフト部分に設置させるシール部品の一種であり、水や油などの流体が外部に漏れることを防いでおります。また、自動車・産業用機械等のさまざまな分野で活用され、環境汚染の防止、機械の運転効率の向上による省エネ化に寄与しております。現在、イーグル工業では数値シミュレーション技術を積極的に運用し、さらなる高圧・高回転環境への適用に向けた新しいメカニカルシールの開発を進めております。本講演では流体解析ソフトFluentおよび最適設計支援ツールOptimusを使用し、メカニカルシールしゅう動面の流体解析および設計最適化を実施しましたので結果をご報告します。

[キーワード] CFD、二相流、最適化、Fluent、Optimus

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流体、流体―構造連成
C-5 ピストンリングに関する構造、流体連成解析

株式会社 リケン 星野 信 様

シリンダ内のエンジンオイルの流通路としてピストンリングの外周、合口、側面があげられる。ピストンリング外周のオイル量については過去に解析事例が幾つかあるが合口、側面の事例は少なくオイル消費との関係が明確でない。今回はピストンリングの側面に着目し、オイルリング溝内のオイルリング挙動とオイル挙動をANSYS MechanicalとFLUENTの双方向連成で解析した。自動車エンジンのエンジンオイルの消費性能を解析するうえでピストンリング挙動とオイル挙動の関係を知ることは重要であるが、今回の計算によりオイルリングの挙動の時間変化とそれにより側面を通過するオイル量を計算することが可能になったので紹介する。

[キーワード] 連成解析、ピストンリング、自動車

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流体、流体―構造連成
C-6 魚ロボットの超弾性体を有する尾鰭の構造流体連成解析

電気通信大学 大津 拓充 様

魚は遊泳時に尾びれの上下部分を先行させ、高い推進力が得ていることが明らかになっている。そこで、魚型水中ロボットの尾鰭中央部に変形の大きい超弾性体であるシリコンゴムを採用したところ、通常の弾性体の尾鰭よりも推進性能の高いロボットの開発に成功した。現象を確認し改善に繋げるため、ロボットの尾鰭部分をモデル化し、構造流体連成解析を行った。その結果、通常の弾性体よりもシリコンゴムの方が高い推進力を発生させていることが確認できたため、今後このモデルを使用することで尾鰭の改善を行う。

[キーワード] 超弾性体、構造流体連成解析、非線形材料、水中ロボット

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流体、流体―構造連成
D-1 やってみよう、混相流解析 〜ANSYS CFDを使った混相流解析の進め方〜

サイバネットシステム株式会社 乙村 浩太郎

本セッションでは、ものづくりの現場で需要の高い「混相流解析」をANSYS CFDツールを使って進める方法について、具体例を通じてご紹介いたします。 まず混相流解析の概要をおさらいした上で、「タンク内のスロッシング」、「流動床」について、ANSYS Fluentの解析結果と実験論文の比較を紹介します。これによって、最近特に需要の高い「自由界面解析機能(VOF)」と「粒子流れ解析機能(Euler-Granular)」について学んでいきます。合わせて、これらの解析の適用範囲や、皆様の課題に適用する際の考え方にも言及します。

[キーワード] 混相流、粒子流れ、自由界面、VOF、Euler Granular、流動床、スロッシング

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解析用3Dモデリング
D-2 SpaceClaimと 簡単機構シミュレーション Algoryx Momentum のご紹介

サイバネットシステム株式会社 安藤 浩

習得が難しい、解析前準備の設定が大変、解析計算の時間が長い等、従来の機構解析の欠点を見事に克服した革新的な機構シミュレーションソフトウェアを紹介します。 接触箇所は自動判定のため設定は一切要らず、ジョイントが設定できる箇所の自動検出・設定が一括で可能、もちろん材料特性を考慮した摩擦係数や反発係数の設定が可能です。 操作が非常に簡単で習得が容易なため、機構解析専門担当者のみならず普段はあまりCADを使用しない方々まで簡単に使いこなせる機構シミュレーションAlgoryx Momentumをぜひご覧ください。

[キーワード] 機構解析、シミュレーション、からくり

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音響解析
D-3 音響解析ツールの特徴と使い分け

サイバネットシステム株式会社 竹川 真弘

近年の音響解析ニーズの高まりを受けて、ANSYS製品では有限要素法による音響解析機能や、Workbenchでの音響解析を可能にする拡張機能「Acoustics ACT」の強化が急速に進んでおります。また、当社開発製品の「WAON」も年々機能強化を進めており、FMBEMソルバーの複数媒質への完全対応や、流体音解析に特化した「WAON Aero」のリリースを実現しました。 当日は、これらのツールの手法や特徴を説明したうえで、実施に皆様が音響解析に取り組む際に、どのツールが有効なのかを具体例を交えてご紹介します。

[キーワード] 音響解析、構造音響連成解析、振動音、流体音、WAON、BEM

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マルチフィジックス、その他
D-4 Simplorerを活用したモデルリダクション技術のご紹介

サイバネットシステム株式会社 宮内 隆太郎

近年開発元であるANSYS IncはシステムシミュレーションツールであるSimplorerに3D系シミュレーションのモデルを縮退して取り込む機能(Reduce Order Modeling)を強化しております。 この機能を有効活用することにより、従来の3次元シミュレーションの高速化やシステム全体を見据えたような広範囲なシミュレーションが可能になります。本セッションではメカニカル系のANSYSユーザー様のために有効と思われるReduce Order Modeling機能とそれを活用したモデリングの技術について実例を交えてご紹介いたします。

[キーワード] モデルオーダーリダクション、MOR、1D、システムシミュレーション、1D-3D連携、MBD

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構造、使いこなし
D-5 スモールスタートで始めるWorkbenchのジョブ投入のポイント

サイバネットシステム株式会社 宗像 佳克

Workbench のジョブをリモート先のマシンで実行することが可能ですが、このような運用を試みる場合、リモート解析マネージャ(以降RSMと称します)の概要を理解しておくことが必要です。Release18.0 の RSM は前バージョンと比較して大幅な変更を加えておりますので、本セッションの前半は RSM の変更点と機能強化された内容を説明致します。後半では、HPC として“スモール”なクラスタ構成を軸とした Workbench のジョブ投入システムを紹介することで、HPC 環境を初めて導入する際に検討しておくべきポイントを紹介したいと考えております。

[キーワード] リモート解析、RSM、ARC、HPC、ジョブスケジューラ

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マルチフィジックス、その他
D-6 粉末冶金プロセスへのシミュレーション適用に関する研究報告(第1報) 〜紛体圧密、焼結連成シミュレーション手法の検討〜

サイバネットシステム株式会社 石田 智裕

粉末冶金プロセスにおいて、紛体圧密(成型)と焼結は密接につながっており、両者を連成して解析できるようになれば、金型設計や圧密および焼結条件検討のための強力なツールになります。 本セッションでは、実用的な紛体圧密-焼結連成解析のための解析手法(FEM,DEM)や材料試験などについて、現在実施中の共同研究の進捗とその内容の一部を紹介いたします。

[キーワード] 紛体、粉末、冶金、混合、圧密、成型、焼結、DEM、EDEM、離散要素法、個別要素法、FEM、ANSYS、有限要素法、連成解析、共同研究、金型設計、生産技術、Drucker-Prager CAPモデル、材料試験

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