省エネ性能、信頼性、安全性の向上を目指して

「熱」は製品価値を左右する重要なファクターであることから、これまでもシミュレーションによる検証が多く行われてきました。しかし、従来の手法(2D/3DのFEMやCFD)では計算時間やツールの機能的制約から、特定の物理領域に絞った検討が行われ、本来考慮すべき複数の物理領域(電気、機械、流体等)の相互影響を取り入れることができませんでした。また、複合領域の取り組みを行っていても、コンポーネント、またはサブコンポーネントレベルにおける検討が限界であり、本来行うべきシステム全体の熱収支の検討は行われていませんでした。

そのため、製品の個々の要素を簡潔に表現し、これらの要素を繋げシステム全体を複合領域的に考慮する「MapleSim」のようなシステムシミュレーションの活用が注目されています。計算コストが低く、繰り返し計算による試行が容易なため、効率的に検討・検証を行うことができます。

例:バッテリマネジメント

電気自動車に代表されるバッテリを搭載する輸送機においては、バッテリマネジメントシステム(BMS)によって、温度の監視・制御されています。バッテリのセル温度は性能と寿命に大きく関係しており、最適な温度制御は、性能だけでなく信頼性や安全性に関わる極めて重要な課題です。

例:蒸気サイクル

エアコンや汽力発電プラントに代表される蒸気サイクルにおいては、熱エネルギをいかに効率的に活用するかがポイントになります。省エネ性能はもちろん、安全性や排熱の環境へのインパクトも大きな課題です。

例:電子デバイス

電子デバイスにおいては、想定を超える部品の温度上昇による誤作動や寿命の低下、高温によるやけどなど、熱は製品の信頼性や安全性に大きく関与しています。高集積化・小型化が進み放熱能力が著しく低下している電子デバイスでは、いかに放熱経路を確保するかが課題になっています。

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