バーチャルリアリティを利用したCAE解析評価

公開日2021年8月

目次

はじめに

数値解析の技術は、設計・製造の現場において広く利用され、実モデルの試作回数の削減や設計自体の最適化など、開発期間・コストの削減に役立っています。数値解析に利用されるソルバープログラム、ハードウェアの進歩により解析できる内容はより高精度になり、たとえば車体のボンネット内部の部品を高精度で再現した計算メッシュによる解析も実施されるようになってきています。しかし、解析が複雑、高精度になるにつれ、その結果を詳細に観察・評価しそこから知見を得ることが重要となります。コンシューマーゲームの分野では、ヘッドマウントディスディスプレイ（以下HMD）を利用しバーチャルリアリティ空間（以下VR空間）で楽しむゲームが増えてきています。
HMDの普及に伴い、その性能は向上し、高度化した数値解析の結果を観察・評価するために十分な解像度、表示速度を持つまでになってきています。
単純にVR空間に可視化結果を表示するだけでなく、その結果を設計、解析、デザインといった異なる専門性をもった関係者が同時に空間内で結果を共有し、解析可視化のパラメータの操作を行うことが開発・設計プロセスの改善につながります。
本稿ではHMDを利用したVR空間での数値解析結果の評価の利点を紹介し、その導入をサポートするソフトウェア「バーチャルデザインレビュー（以下VDR）」及びそのオプションである「CAE連携オプション」を紹介します。

VR空間への解析可視化結果の表示

HMDは頭部に装着するゴーグル型のディスプレイであり、赤外線エミッターなどを利用し装着者の視点の位置と向きのトラッキングを行います。VR表示対応のソフトウェアはそのトラッキング情報を元に視点に応じた画像を表示することで、装着者は3Dグラッフィックスの世界に没入し観察を行うことができます。HMD付属のコントローラーもHMD同様トラッキングが行われているため、観察者はボタンの他に、コントローラーの位置や向きを利用した操作を行うことができます。
VR空間内で解析結果を表示する場合、解析対象の内容にも依存しますが、通常は実際のスケールそのままに表示を行います。例えば自動車内部の音響解析を行った場合、その結果をVR空間に表示すると観察者は実際にシートに座った状態で車体内部の音響、騒音の広がりを視覚的に観察することができます。VR空間内は自由に移動できるためシートなどの構造物を横切って観察することもできます。

図1　ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を使用したVR