航空宇宙・海洋

分野別にAVSを使用した事例をご覧いただけます。
事例によっては、AVSで処理した「動画」または「3D動画データ(GFAファイル)」のダウンロードもできます。 「3D動画データ(GFAファイル)」については、フリービューワ 3D AVS Playerを使用し、マウス操作でモデルを動かして観察することができます。

お客様の直面されている課題に近い内容など、ご関心のあるものがございましたら、詳しくご紹介させていただきますのでお気軽にお問い合わせください。


MHDシミュレーションによる地球磁気圏の再現


MHDシミュレーションによる
地球磁気圏の再現
太陽表面から放出される非常に高温のプラズマは地球軌道まで到達し、衛星による観測によって地球の近くでは風速400 ~ 500 km/s、温度は10万度程度であることが知られています。これを太陽風と呼びます。
太陽風が直接地球に到達すれば地球上のほとんどの生物にとって生存の難しい過酷な環境になりますが、地球の磁場と地球の磁場に凍結されたプラズマがこれを遮ることによって地球の大気が守られています。
しかし、太陽風中の磁場が南をむくと、太陽風のプラズマは別の形で磁気圏へと供給されます。
太陽風中の磁場が南をむくと、太陽風の磁場と地球の磁場が互いの磁力線と繋ぎかわり、太陽風中のプラズマ対流にひきずられて地球の磁場は夜側に引き伸ばされます。
引き伸ばされた地球の磁場は地球を挟んで太陽とは反対側の夜の領域でふたたび再結合し、太陽風のプラズマは、再結合した磁力線とともに夜側の磁気圏に入り込みプラズマシートを形成します。
プラズマシートの粒子は磁力線にそって降下し大気中の窒素・酸素と衝突してエネルギーを与えて元素特有の光を発生させます。
これがオーロラです。

図は地球の周りの磁場と電場の影響をうけてプラズマが運動する様子を磁気流体力学(MHD)方程式を使ってシミュレートした結果を表示したものです。
流線で夜側に引き伸ばされた磁力線の動きを、断面上のカラープロットでプラズマの運動による圧力の増加を表示しています。赤い色は圧力が高いことを示しています。
また、一定のプラズマ密度をもつ点の集合を可視化しているため、黄色い膜が地球前面に展開しているのが見えると思います。
これは太陽風中のプラズマが地球の磁場に凍結されたプラズマに阻まれて侵入できずにいる様子を示しています。
従来の研究成果発表では2次元プロットが主流で何十枚ものプロットをつくり、全体像をイメージするしかなかったのですが、AVS/Expressを使って立体空間上に物理量を視覚化することによって、地球の周りの空間の物理構造を把握しやすくなるとともに、他の人とも研究結果のイメージを共有することが容易になっています。
この点においてAVS/Expressによる可視化は大きな効果があります。

AVS/Expressで作られたシミュレーション結果の可視化は学術雑誌にも掲載されました(Saita et al., JGR, 2011)。
学会などの研究成果発表の場でも多くの地球物理の専門家と解析結果について意見を交換する良いツールとなっています。

データ提供 統計数理研究所 才田聡子 様
使用アプリケーション AVS/Express
キーワード プラズマ
可視化手法 断面、等数値面、流線


巨大ガス惑星への降着流の可視化


巨大ガス惑星の降着流の表示
土星や木星などの巨大ガス惑星は、大きく成長した固体の原始惑星が、その強い重力によって、周囲からガスが大量に引き寄せられる (降着する)ことでさらに大きく成長すると考えられている。

数値流体解析を利用しそのガスの降着流の再現、惑星の形成過程の解明を行っている。

図の例は、その非粘性流体解析結果を可視化したもので、図の中央に原始惑星が存在する。青い半透明の表示は、その原始惑星の重力場の影響範囲を示している。流線の表示により、そのガスの降着流を表現している。

データ提供 北海道大学 低温科学研究所/理論惑星科学グループ
谷川享行 様
使用アプリケーション AVS/Express
キーワード 惑星、降着流
可視化手法 ベクトル、流線・流跡線、等数値面


大規模惑星磁気圏シミュレーションと可視化


土星磁気圏赤道面における磁場強度
宇宙空間、特に太陽系では太陽から吹き出した太陽風に伴うプラズマであふれている。
その太陽風プラズマと惑星が持つ固有磁場が相互反応し、磁気圏と呼ばれる領域が形成されている。それは惑星の10倍〜1000倍程度の大きさを持ち(惑星によって異なる)、その中では様々な電磁気現象が起きている。
このような大規模な磁気圏をシミュレーションするためには、プラズマを電磁流体と仮定した電磁流体力学(MHD)方程式が利用され、計算規模の大きさからスーパーコンピュータが利用されている。

図の例は、ある条件下での太陽風における土星磁気圏のシミュレーションを九州大学のスーパーコンピュータを利用して行った例で、磁気圏界面に起こる渦構造を可視化している。この渦構造がオーロラと関連していることがこの可視化結果から示唆されている[Fukazawa et al., JGR, 2012]。

データ提供 九州大学 情報基盤研究開発センター 深沢圭一郎 様
使用アプリケーション AVS/Express
キーワード 惑星、プラズマ
可視化手法 ベクトル、流線・流跡線、等数値面


解析結果可視化にMicroAVSを利用する
船舶用CFDシステム「NeoShip」


船舶用CFDシステム「NeoShip」

船舶設計用CFDシステム『NeoShip』は、船型の作成から解析結果の表示までの全ての船舶の数値解析に必要な機能を備えており、 比較的簡単な操作で船体周りの本格的な流場解析を行うことができます。 NeoShipは、計算対象となる船型を作成するCADソフト『Maxsurf』、流場予測を行うための流体解析ソフト『FLOW-3DR』などを初めとするCFDソルバー群、 解析結果を表示するための可視化ソフト『MicroAVS』、そしてそれらを統合するモジュール群より成っています。

船型改良を目的とした流場解析では、解析結果の可視化は、流速や圧力分布などを計算する数値計算そのものと並んで、 非常に重要な作業となります。抵抗低減や推進性能向上を達成するためには、船体周りの流体現象を正確に把握できるかどうかが重要で、 それが出来なければ的確な船型改良を行うことは出来ません。流体現象の正確な把握には、 解析結果を効率良く可視化することが必要不可欠です。つまり解析結果の可視化用システムが、 船型改良の成否を握っていると言っても言い過ぎではありません。

NeoShipでは、『MicroAVS』を可視化システムとして利用しております。NeoShipのシステムでは船体周りの流場計算が終わると、 『MicroAVS』のデータファイルとアプリケーションファイルが自動的に作成されます。 『MicroAVS』の直感的で簡単な操作性もあり、NeoShipのユーザは計算が終われば、 解析結果の面倒な処理作業に追われること無く、すぐに流体現象の観察に専念することが出来るようになっています。 また、『MicroAVS』は可視化機能が多彩で冗長性があり、ユーザ独自の目的に合せて種々の可視化作業が行うことが出来ますので、 様々な局面で流体現象の調査に威力を発揮します。

※船舶用CFDシステム『NeoShip』に関する情報とお問い合わせはこちらへ
株式会社三井造船昭島研究所 事業・製品紹介「NeoShip」のページ

データ提供 株式会社三井造船昭島研究所
使用アプリケーション MicroAVS
キーワード 船舶、NeoShip
可視化手法 鳥瞰図、線コンター、ベクトル


サーフィン向きの波を作り出すための海岸構造物


デルタ型リーフ上で変形する波の状況における渦形成の鳥瞰図表示
データ提供 徳島大学 建設工学科
使用アプリケーション MicroAVS
キーワード
可視化手法 鳥瞰図