Ansys LS-DYNA

製品概要

• Ansys LS-DYNA は、実績豊富で非常に高速な非線形陽解法ソルバーになります。使いやすさに定評のある Ansys Workbench の操作環境に統合されており、メッシュ作成から材料定義、境界条件の設定、解析、結果表示まで一貫して行えます。特に、陰解法ソルバーを用いた Ansys Mechanical に慣れているユーザーにとっては、LS-DYNA の Workbench 統合環境は非常に親和性が高くなっております。
• また、陰解法ソルバーを採用した有限要素法解析ツールとは異なり、収束計算を必要としない陽解法ソルバーを採用しているため、 落下・衝突のような非線形性の強い問題を扱うことが可能です。　更に、ALE法、粒子法、境界要素法など複数の離散化手法を搭載することであらゆる非線形問題に対応できます。これにより熱、流体、電磁場などマルチフィジクスを考慮したより現実に則したシミュレーションが可能となります。

特徴

• 製品が直面する課題は、単なる衝撃や変形にとどまりません。熱による膨張、流体の影響、電磁場との相互作用など、複数の物理現象が同時に起こります。Ansys LS-DYNA は、構造解析に加えて 熱・流体・電磁場を統合的に扱えるマルチフィジックス解析環境を提供。試作に頼らない、よりリアルな設計検証を実現します。
• 自動車・航空宇宙・ヘルスケアなどの産業で数多くの実績を持つLS-DYNAソルバーを利用しています。
• 落下、衝突・衝撃、板成形、金属加工や熱、流体、電磁場、連成まで、複雑な現象をワンライセンスで解析できます。
• Ansys Workbench 環境では、直感的で馴染みのある「リボン形式のUI」が採用されており、解析の各フェーズに応じたコマンドが整理され、目的の機能をすばやく呼び出せます。

機能

• 大規模非線形動的解析に強い
• 陽解法ソルバーにより、短時間・非線形挙動の解析に優れ、衝突、落下など高速現象を高精度に再現可能。
• マルチフィジックス対応
• 構造・熱・流体・電磁場などの連成解析を同一環境で実行可能。また、Ansys（陰解法）と LS-DYNA（陽解法）の連成解析にも対応し、静的⇔動的問題をシームレスに扱える。
• 豊富な材料・接触モデル
• 200種類以上の材料モデルを標準搭載し、金属・樹脂・ゴム・複合材など多様な材料に対応。また、複雑な接触・摩擦条件にも柔軟に対応可能。
• メッシュレス手法を含む多様な解析技術
• SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）、ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）、DEM（Discrete Element Method）など、大変形・破壊・粒子挙動の再現に強い解析手法をサポート。
• 高速計算と並列化性能
• 高度な並列計算技術により圧倒的な計算速度を発揮。数百コア規模のHPCクラスタやクラウドを併用する事で、超大規模の解析を高速に処理が可能。
• LS-PrePost
• LS-DYNA 専用のプリ・ポスト処理ツール。結果ファイルを効率的に可視化・編集でき、衝突挙動、破壊進展、エネルギー履歴などを詳細に確認可能。

解析事例

• 落下・衝突
• スマートフォンの落下解析
  スマートフォンを床面から1.5mmの高さに初期配置し、自由落下高さ1500mm相当の初期速度を定義しています。これによって床面に衝突するまでの計算時間を短縮しつつ、人間がスマートフォンを持つ際の高さ約1.5mからの落下衝撃を表現しています。また、この事例では一定の応力が生じると破壊する条件が定義されており、落下衝突時の衝撃力により、スマートフォン表面が破壊する様子を確認することができます。
• 緩衝材に梱包された製品の落下解析
  緩衝材に梱包された製品を落下させた際の変形や応力分布を評価するシミュレーションです。衝撃の伝わり方や高応力部位を可視化することで、必要最小限の緩衝材で十分な保護性能を確保する“ミニマム梱包”の検討が可能になります。これにより、梱包材の重量削減や輸送コストの抑制、さらにはCO₂排出量の低減にもつながり、環境負荷を抑えた効率的な梱包設計を実現できます。
• 流体-構造連成
• タンクのスロッシング解析
  タンク内部の液体が振動や加速度変化によって揺れ動くスロッシング現象を可視化したシミュレーションです。液体の動きに伴う圧力変動や衝撃力を評価することで、タンク壁面や内部構造にかかる負荷を把握できます。さらに、内部仕切りの効果検証や過度な液面揺動の抑制につながり、タンクの転倒リスク低減にも寄与します。安全性向上と設計最適化に役立つ解析です。