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F Autodesk® Simulation CFD/Mechanicalセッション

構造ー流体連成解析

FSI:Fluid Structural Interaction

安成太一プロダクトスペシャリスト, MFG

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Agenda

Overview of FSI Applications and Technology

Current Autodesk FSI Capabilities

R&D and Labs Activities in FSI

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Overview of FSI Applications & Technology

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What does Wiki have to say

Fluid–structure interaction (FSI)とは、内部または周囲の流体の流れを持ついくつかの可動または変形可能な構造の相互作用である。たとえば紙が舞い落ちる現象,

旗やこいのぼりが風にはためく現象, あるいは心臓が拍動し血液が流入出するといった現象など, 流体力が構造の変形をもたらし, 同時に変位・変形する構造が流れ場に影響を及ぼすことを考慮しなけばならない力学問題のことである。

My addition: FSI includes applications where the surface of the fluid changes

as it flows in, around or over a solid. This can include or filling, empting, mixing

or sloshing

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FSI解析手法

FSI連成解析

強連成

弱連成

1-Way FSI

2-Way FSI

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Flow Control Examples – Rigid Motion

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Water Transport & Infrastructure

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Semi Rigid Motion

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―Before we create a physical prototype, we can test things such as wind loading between

buildings, the amount of deflection caused by wind load, thermal efficiency, and convection

transmission. Autodesk Simulation software buys us time and confidence.‖ —Tim Bourdois Systems Engineer

Competitive Advantage Aluminum Curtain Wall Systems Inc.

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Thermal Stresses and Fatigue

CFD Mechanical

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Current Autodesk FSI Capabilities

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Flow Driven or Prescribed Motion 直線運動

回転運動

回転 / ターボ機械

直線と回転の複合運動

周回と回転の複合運動

章動運動

スライドベーン

自由運動

CFD – Ridged Body Motion

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CFD – Erosion 壊食（かいしょく）

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CFD to Mechanical: Partitioned Approach

Fit with existing customers workflow

Focus on problems that don’t require combined solver approach

Pass CFD Pressure & Temperatures > FEA tool

NASTRAN

ABAQUS

ANSYS

Pro/Mechanica

FEMAP

Cosmos/M

I-deas

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CFD to Other FEA programs, Workflow

Automatic Results

Mapping Export

Setup FEA with

“dummy” pressure

and/or temperature

and mesh

CAD model

Solve Deflection &

Stresses

Solve Fatigue

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Autodesk CFD to Mechanical, Workflow

Solve Deflection &

Stresses

Solve Fatigue

CAD model

Automatic Results

Mapping Export

Project Hydra: Labs

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What is Simulation 360? Proven Simulation Technology in the Cloud

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Workflow and Best Practices:

Run Many Conditions and Alternatives

HP 8540w Workstation

• IntelCorei7 820QM @ 1.73GHz

• 4 cores, 24 GB RAM

• 10 MB/s connection

Local CFD Solve

• 1 simulation at a time

• 380K elements / 9.75 sec per iteration

Cloud Based CFD Solve

• Many simulations at a time

• 380K elements / 4 sec per iteration

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FSIを実現するSim360

製品名

Autodesk Simulation 360

Autodesk Simulation 360

Unlimited

リリース 2012.09.15 2012.09.15

ライセンス体系年間ライセンス契約年間ライセンス契約

Autodesk Simulation

製品モジュール

Mechanical

CFD - Motion

CFD – Design Study Env.

CFD – CAD (NX/ProE/SW)

Mechanical

CFD - Motion

CFD – Design Study Env.

CFD – CAD (NX/ProE/SW)

サブスクリプションアドバンストアドバンスト

ソフトウェア言語英語版

（11月以降日本語版リリース）

英語版

（11月以降日本語版リリース）

クラウド使用容量

（計算実行ジョブベース）

120 ジョブ

(日本語版リリースまでは

無制限で提供)

無制限ジョブ

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Sample Application| Power Electronics PCB

Function ハイパワー電子機器の冷却 Design challenges (1) 取り付け (2) はんだ接合強度 (3) 配送と危険な環境

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Sample Application| Power Electronics Cold Plate

Function ハイパワー電子部品の冷却 Design challenges (1) 指定されたサイズと流量で熱を最大限除去

(2) 圧力降下を最小限に抑える (3) （ゆがみを最小限に抑える）パイプとプレートの接触を

維持する

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Sample Application| Automotive Mirror

Function 後方ビューを提供し、美しく方向指示をする

Design challenges (1) 抵抗を最小限に抑える

(2) ノイズを最小限に抑える (3) プラスチック材料 (コストを重量) を最小限に抑える (4) 電球の寿命を維持する為に、照明ユニットからの放熱

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R&D Activities in FSI

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CFD – Free Surface 自由表面

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Tank Mixing and Agitation Surface Effects

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Pouring

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Water Transport & Infrastructure

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強連成での問題点

基本的なFEAやCFDのみのワークフローを複雑にする

不安定性 – 強連成は依然として不安定になる傾向があります

細かい時間ステップによる長い解析時間が必要

非商業向けのコードはこのアプローチを使用します

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What can the Cloud do for FSI

低い初期投資で CFD and FEA 解析可能

複数の解析を並列処理

Simulus は、将来の構造ー流体解析のための統一されたプラットフォームの方向性の指標である

クラウドでのメッシュ作成 & 解析実行

ローカルPCへの負荷軽減

柔軟な運用, 使った分だけを課金

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CFD to Autodesk Simulus Tech Preview, Workflow

Solve Deflection &

Stresses

Solve Fatigue

CAD model

CAD

Materials

Results

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Project Simulus: Labs Tech Preview

Build for Cloud Optimization

New CAD foundation for geometry editing

New Simulation Workflow, GUI

New Mechanical FEA Cloud Solver

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Conclusions

シミュレーションは、設計サイクルの初期段階で最も重要です。

最近の動向では、シミュレーションがより実用化されている

シミュレーションはさらに設計の早い段階から頻繁に

解析精度よりも設計案の比較、方向性にフォーカスしてください。

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Autodesk, AutoCAD* [*if/when mentioned in the pertinent material, followed by an alphabetical list of all other trademarks mentioned in the material] are registered trademarks or trademarks of Autodesk, Inc., and/or its subsidiaries and/or affiliates in the USA and/or other countries. All other brand names, product names, or trademarks belong to their respective holders. Autodesk reserves the right to alter product and

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