CAE

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。

永久磁石内部埋め込み式同期モータの電磁界解析

時間領域辺要素有限要素法による四極永久磁石内部埋め込み式同期モータの電磁界解析結果です。ロータの回転運動・永久磁石中に発生する渦電流を考慮しながら、三相交流電源に基づく電気回路方程式との強連成解析を行っています。自作プログラムから出力されるバイナリ時系列データを読み込み、MicroAVSの要素ベクトル線描画機能から磁束密度分布変化の動画を作成しました。

データ提供	法政大学理工学部電気電子工学科准教授岡本吉史様
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	電磁波
可視化手法	流線・流跡線、複数等数値面・タマネギ等数値面

ステラファン搭載型電子レンジ庫内の電界分布変化

ステラファンが搭載された電子レンジの電磁波（周波数領域）・熱伝導（時間領域）弱連成解析から得られた電界分布の時間変化です。庫内には矩形塩化ビニル樹脂（損失性誘電体）を装荷し、天井・床下部のステラファン（金属プロペラ）の回転を考慮した結果です。ファンの回転を厳密に考慮するため、磁気ベクトルポテンシャルの線形結合に基づいて、三種類の有限要素メッシュを非適合に接続しています。本動画は、MicroAVSのタマネギ等数値面機能を利用して描画しました。

データ提供	法政大学理工学部電気電子工学科准教授岡本吉史様
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	電磁波
可視化手法	複数等数値面・タマネギ等数値面

AMR による物体周りの格子細分化

格子計算は一般に高い解像度が必要とされる領域が局所的であり、計算空間全体に均一格子を割り当てるのは非常に効率が悪い。一方、非構造格子は間接参照やランダムなメモリアドレスのためにメモリアクセスの性能が低い。直交格子でありながら任意の領域にある程度の粒度で連続なメモリアドレスを割り当てることのできるのがAMR (Adaptive Mesh Refinement) 法である。Octree データ構造に基づいて格子を分割し、リーフと呼ばれる末端で格子計算を行う。

下図はリーフをヒルベルト充填曲線により連結し、大規模計算に向けた動的負荷分散を行っている。上図はレベルセット関数により細分化を制御した格子を示しており、色は物体表面からの距離を表している。

データ提供	東京工業大学　学術国際情報センター　青木尊之　様
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	解適合格子

レーザプリンターの現像シミュレーション

磁界中で磁性粒子がチェーンを形成する様子をシミュレーションしたものです。
永久磁石に鉄粉を近づけ、このようなチェーンを作って遊んだ記憶があると思います。あれと同じ現象ですが、この現象はレーザプリンタの現像プロセスでも使われており、それを定量的に把握するために行った計算結果を動画で表示したものです。数値計算は、個別要素法と呼ばれる、粒子一つ一つの運動をニュートン則に基づいて逐次計算する手法を用いています。計算結果は、カラーレーザプリンタの高画質化に役立てられています。

正に帯電した比較的大きなキャリア粒子(40ミクロン程度)と負に帯電した小さなトナー粒子(6ミクロン程度)を混合した時、キャリア粒子にトナー粒子が付着する様子をシミュレーションしたものです。この現象もレーザプリンタの現像プロセスで使われており、前述の個別要素法で数値計算したものです。高速・高画質のカラーレーザプリンタが安価に入手できることはご承知の通りですが、それを実現するために、このような緻密な研究開発が行われています。

データ提供	早稲田大学基幹理工学部機械科学・航空学科川本広行様
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	磁界、粉体
可視化手法	グリフ・マーカー

チャンネル乱流場における渦構造と熱輸送の
数値シミュレーション

チャンネル乱流場の渦構造による熱輸送の数値シミュレーション

チャンネル乱流とは2枚の平行な平板の間を流れる乱流を示します。壁面、粘性の影響により特徴的な渦が発生することが知られています。当研究室では、直接数値計算(Direct Numerical Simulation)により渦構造の速度場、温度場に与える影響を解析しています。
動画はチャンネル乱流場における渦構造と熱輸送を可視化した結果です。渦を白色等値面、壁垂直方向速度による熱輸送を赤色等値面で示します。渦と熱輸送には高い相関があり、渦により熱輸送が促進されていることが分かります。

データ提供	名古屋大学大学院　工学研究科エネルギー理工学専攻佐野正幸　様山梨大学　医学工学総合研究部　准教授　山本義暢　様
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	流体、乱流、渦
可視化手法	等数値面

化学反応を伴う噴流拡散場の数値シミュレーション

噴流ノズル近傍の渦構造の可視化

当研究室では、実験および数値シミュレーションを用いて種々の乱流現象について研究を行っています。図は直接数値計算法 (Direct Numerical Simulation) による噴流の発達の様子の可視化結果です。図中のコンター図は鉛直方向速度を表し、半透明緑色は低圧力渦を、白色等値面は渦を表しています。渦管の周りに縦渦が存在し、渦管の変形とともに噴流が発達していく様子が確認できます。

噴流中で生じる化学反応による
生成物質濃度の可視化

流れの中で生じる化学反応を数値シミュレーションにより予測する手法の開発も行っています。動画では、噴流と周囲流体の混合により生じる化学反応の生成物質濃度（赤：高濃度、青：低濃度）をLarge Eddy Simulationと確率密度関数（PDF）法を用いて計算した結果が可視化されています。この計算手法では多数の計算粒子を用いて流体中の化学反応の計算を行っており、動画では計算粒子を表示することで化学反応による生成物質の濃度分布を可視化しています。

データ提供	名古屋大学　工学研究科　統計流体工学研究グループ
使用アプリケーション	MicroAVS
キーワード	流体、乱流、噴流
可視化手法	等数値面、断面

ゴルフスイング中の人体皮膚歪みシミュレーション

人体皮膚歪みシミュレーション

『動きやすさ』はスポーツウエアに求められる基本的な機能の一つです。ヒトの皮膚は運動によって伸縮しますが、この伸縮に対するウエアのゆとり量や皮膚とウエアのずれ量、素材の伸縮性は『動きやすさ』に大きく影響します。従って、皮膚の伸縮を定量的に捉えることは、スポーツウエアの設計に対して非常に有用な情報を与えてくれることになります。
当社では、スポーツウエアの設計に重要な運動時における皮膚の伸縮を定量的に捉えるため、3D-CGを利用した皮膚歪みシミュレーションを行っており、実際に数多くのウエアの開発に用いています。ここでは、ゴルフウエアの設計に使用したデータをご紹介します。この可視化事例では、ゴルフスイングに伴って肩周辺の皮膚の伸縮の大きいことが分かります。