ライセンスを気にせず

シームレスな高並列CFDをクラウドで実現株式会社CD-adapco 舛重 国規

CD-adapcoとは

CFD（計算数値流体力学：流体解析）とは？

統合CAEエンジニアリングツール STAR-CCM+

CD-adapcoが提案する設計探査

– 設計探査ツール HEEDS

CD-adapcoのクラウドに対する取り組み

流体解析や最適化をクラウドで利用するメリット

CD-adapcoが提案するクラウドソリューション

– MDX on Cloud

アジェンダ

株式会社CD-adapcoは、STAR-CCM+/STAR-CDの開発元であるCD-adapcoが2008年に設立した日本法人

– CD-adapcoのグローバルネットワークを活用し、日本企業の設計・開発・生産技術におけるCAEを牽引する

2015年3月より代理店販売を終了し、全製品の直接を開始

顧客を中心とした4つの事業ドメイン

– ソフトウェア開発

– セールス・サポート・トレーニング

– エンジニアリングサービス

– マーケティング

CD-adapcoとは？

CD-adapcoはCFDを中心とした世界最大の独立系CAEプロバイダーです

35年に渡り、流れ解析・熱解析・応力解析などエンジニアリングシミュレーションのソリューションを提供しています

2014年より、設計最適化・設計探査を新しい事業の柱として立ち上げました

世界40以上のオフィスに900人以上の人材を擁しています

– 日本では、横浜、大阪、名古屋

CD-adapcoの製品は世界3,000社以上が採用しています

CD-adapcoとは？

CD-adapcoのミッション

日本オフィスの設立趣旨

日本ユーザーの「エンジニアリング・サクセス」を実現すること

あなたの成功体験を力強くサポートします

日本ユーザーの要望

を汲み取った開発

開発元ならではの

高品質なサポート

海外事例を紹介

しやすい環境の構築

discover better designs, faster- より良い設計をより速く見つける

ソフトウェアの開発戦略

複合領域を扱う統合エンジニアリングソリューションの提供市場ニーズと顧客ニーズの両輪で開発をドライブ

統合エンジニアリングシミュレーションツールSTAR-CCM+

– 流体・伝熱・構造・音響といった複合領域問題に対応

– 最先端のテクノロジーを使用したフラッグシップ

– 形状作成から、モデリング、計算、結果処理を単一の環境で実行

– 数多くの産業分野にて活用され、世界シェアはトップクラス

エンジン筒内燃焼シミュレーションツールSTAR-CD/es-ice

– 筒内燃焼エンジン解析専用ソルバー

– 体積が変化する筒内メッシュを効率よく作成

CD-adapco プロダクト

複合領域設計最適化ツール HEEDS

– 独自開発の自己学習型探査アルゴリズム“SHERPA”を搭載

– “アルゴリズムの選択”や“探査パラメータ設定”などの専門知識が不要

– 圧倒的に少ない計算数

振動騒音専用ツール wave6

詳細化学反応ツール DARS

モーター設計開発支援ツール SPEED

鋳造解析専用ツール STAR-Cast

リチウムイオン電池設計1次元解析ツールBattery Design Studio

CD-adapco プロダクト

経済的で技術的な動機

製品開発の時間とコストの削減のため

製品がどう働くかをより理解するため

CAE活用の理由

宇宙往還機の再突入時の加熱を評価風洞実験での再現は非常にコストがかかる

経済的で技術的な利益

– 時間と費用を抑え、プロトタイピングや実験に匹敵する結果を得る

– より深い結果、物理現象理解を得る

CAE活用の理由

CD値

再作成のためのヒント

圧力分布

音源ソース

最終製品

CAE CAD

実験 プロトタイプ

視覚的

現実

Computational Fluid Dynamicsの頭文字（数値流体力学）

手計算で解くことが難しい流体（水や空気など、明確な形を持たずに流れる性質を持つもの）の挙動をコンピュータの力を借り予測します

物理法則をコンピュータに分かりやすい処理系に変換したソフトウエア（汎用流体ソルバー）を使い計算します

CFDとは

目には見えないものを線や色で見える化(=可視化)し、現象を確認します

シミュレーションで解くもの：流体と固体

流体(Fluid) = 明確な形を持たずに流れる性質を持つ– 気相シミュレーション

– 圧縮性ガスあるいは非圧縮性ガス

– 液相シミュレーション

– 気相と液相の混合シミュレーション

固体(Solid) = 流体と比較して変形や体積変化が非常に小さい– 流体-固体熱連成シミュレーション

CFDとは

固体：金属・樹脂など

気体：空気など 液体：水など

流体

航空・宇宙

自動車

重工業

化学プロセス

エネルギー

電機・電子

海洋

建物/構造物

バイオエンジニアリング

ターボ機械

etc

CFD活用分野

MDX ： Multidisciplinary Design eXploration

「複合領域設計最適化」をコンセプトに開発

V10での新機能

– 有限要素法ベースの構造解析ソルバーを新たに実装

• 流体-構造連成解析を単独のソフトウェア、ライセンスで実施可能

– レオロジー解析

• 粘弾性問題を精度良く解析

統合エンジニアリングシミュレーションツール STAR-CCM+ v10

GUI：ユーザーフレンドリーで、すべてのワークフローが統合環境

3D-CAD：CAE専用機能を搭載し、パラメトリック形状作成が可能

サーフェスメッシュ：サーフェスラッピング、修正機能などの強力なサーフェスメッシュ作成

ボリュームメッシュ：複雑形状や複合領域を精密に再現するトリム/ポリヘドラルメッシャー

物理モデル：実現象を正確に再現するために用意された豊富な物理モデル

自動化：シミュレーション・アシスタントやJavaマクロによる強力な自動化対応、最適設計への適用

年3回のバージョンアップにより、最新技術をいち早く実装

STAR-CCM+ v10の特長

STAR-CCM+ 活用事例 / 車や飛行機の空力

Aston MartinによるZagato DB7

Rooivalkによる戦闘ヘリコプター

STAR-CCM+ 活用事例 / 水滴の巻上げ混相流：液膜と移動物体の併用

液膜モデルとモーション機能によるタイヤへの水付着と液滴分離を再現

STAR-CD/es-ice活用事例 / 内燃機関の流れ

筒内の速度分布評価メッシュモーフィングによるメッシュ移動

1999年：ミシガン州立大学の教授によって設立

2004年：自己学習型探査アルゴリズムSHERPAを搭載した設計探査ツールHEEDSを発表

2013年：CD-adapco（本社：米国ニューヨーク）がRed Cedar Technology社を買収

熱流体解析と設計探査機能の連携強化（Optimate+）

設計探査事業の強化（HEEDS）

2014年：日本（CD-adapco）での設計探査事業の販売・サポート体制を構築

設計探査ツール HEEDS

共同設立者Dr. Ron Averill

共同設立者Dr. Erik Goodman

Discover better designs, faster!（より良いデザインをよりシンプルに、より早く！）

HEEDSの開発者の思い最適化の専門知識がないエンジニアの方が日常の設計・開発業務で使えるツールを！

究極にシンプルな設定

独自の探査アルゴリズム SHERPA（ハイブリッド＆自己学習型）

HEEDSの特長

設定するパラメータは「計算回数」のみ！

必要な計算回数は[設計変数の数]x１０以下！

扱える「設計変数の数」の上限なし！

CFD/設計探査は現在、製品の設計開発に無くてはならないツール

CFD/設計探査への要求は？

– 高精度： モデルの大規模化

– 開発期間： さらなるターンアラウンドタイムの短縮

• シミュレーションのターンアラウンドタイムへの要求1ケース：1~2日

– 計算数の増加

大きな2つの問題点が発生

– ソフトウェア面

• ソフトウェアライセンス増大への要求

• ソルバーのスケーラビリティ向上への要求

– ハードウェア面

• 計算リソース増強への要求

クラウドの可能性が増大

CFD/設計探査を実施する上での問題点

パーツ単体のシミュレーションから

システム全体のシミュレーションへ

ライセンス– コア数無制限ライセンス

– クラウド対応 従量課金性ライセンス

スケーラビリティの改善

CD-adapcoのクラウドへの取り組み

0

448

896

1,344

1,792

2,240

0 448 896 1,344 1,792 2,240

Spee

d u

p

Cores

Ideal v10.04 v10.06

並列度の向上 ⇒ 並列ライセンスの増強が必要

ジョブ数の増加 ⇒ セッションライセンスの増強が必要

CD-adapcoは柔軟なライセンス形態を提供

ソフトウェアライセンスでの課題

機能限定低価格製品『STAR-CCM+ Lite』

一般的なレンタル契約ライセンス買取・保守契約ライセンス

計算コア数の無制限化『Power Session 』

並列環境ボリュームディスカウント『HPCバンドル』

最適化計算への対応『Power Token』

クラウド環境への対応『Power On Demand (PoD) 』

IT管理コストの削減リソースの最適配分

複数本契約への対応『STAR-CCM+ Additional Session』

海外拠点とのライセンスの共有化

買取/レンタルライセンス

大規模並列計算対策

繁忙期対策

JOB数対策

グローバルライセンス

大規模計算をより速く⇒コンピュータリソースの有効活用

コンピュータリソースの増強に柔軟に対応⇒並列ライセンスの増強が不要

CD—adapcoは大規模並列計算時の並列計算用ライセンスのボトルネックを撤廃

パワーセッションライセンスの特長

– 1ジョブあたりの使用コア数無制限

– 大規模モデル向けライセンス

– 大規模クラスター/クラウド向けライセンス

– プリ・ポストにも使用可能

STAR-CCM+ パワーセッションライセンス

クラスターの増強にもシームレスに対応

クラウド対応ライセンス Power on Demand （PoD）

いつでもどこでもSTAR-CCM+を実行– クラウド環境での高並列対応– 繁忙期のライセンス不足への対応– 場所もマシンも自由自在

PoDライセンスの特長– 従量課金制– パワーセッションを使用するため並列数が無制限– ライセンスサーバーの起動が不要– インターネット接続環境が必要（Port1999,2099を使用）– 500時間からPoDクレジットが購入可能（12ヶ月間有効）– PoDクレジットはどのマシンでも使用可能

STAR-CCM+ Power on Demandライセンス

PoDクレジットの使い方例

– PoDクレジットの使い方は自由

– ジョブ数、時間も手持ちのクレジット次第

STAR-CCM+ Power on Demandライセンス

旅客機– DLF-F6 抵抗低減ワークショップ

2,000万要素（トリムセル）– 2,240コア使用 1コアあたり11,289要素– 単一領域 対称境界モデル

• 自由流れ境界：1

• 対称境界：1

• 壁境界：5

定常解析 連成型ソルバー– AMG V cycle

K-Omega SST 乱流モデル– AMG Flex cycle

STAR-CCM+ スケーラビリティの向上

STAR-CCM+ スケーラビリティの向上

0

448

896

1,344

1,792

2,240

0 448 896 1,344 1,792 2,240

Spee

d u

p

Cores

Ideal v10.04 v10.06

旅客機スケーラビリティ

ル・マンカー

1億500万要素（ポリヘドラルセル）– 12,288コア使用 1コアあたり8,463要素– 単一領域 対称境界モデル

• 入口/出口境界：各1

• 対称境界：2• 壁境界：5

連成型ソルバー– 速度：AMG Flex cycle

– AMG V cycle

K-Omega SST乱流モデル– AMG Flex cycle

STAR-CCM+ スケーラビリティの向上

STAR-CCM+ スケーラビリティの向上

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9,216

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12,288

0 1,536 3,072 4,608 6,144 7,680 9,216 10,752 12,288

Spee

d u

p

Cores

Ideal v10.04 v10.06

ル・マンスケーラビリティ

1万2千並列！

モデルの大規模化やジョブ数の増加

クラスターの導入/増強

– リソース面での制限はなくならない

– コスト面

– 管理面

– 災害への不安

– 最新のクラスターの更新が必要

– 繁忙期のリソース不足

クラウドへのニーズの高まり

ハードウェア面での課題に対する解決策

ニーズにあわせ任意に使用可能

大規模並列への挑戦

繁忙期対策の期間限定的利用も可能

運用・保守が不要

常に最新のCPUを使用可能

問題点– セキュリティは？

– データ転送？

– プリ・ポストの使用は？

– 環境構築が必要？

クラウドを利用するメリット

Real Time CAE Computing

on the Cloud

Multi-Disciplinary Design Exploration （MDX）：複合領域設計探査

CD-adapcoが切り開く世界

– これまで⇒ Multi-Disciplinary -多様な物理現象の理解（製品：STAR-CCM+）

– これから⇒ Design Exploration -設計探査（製品：HEEDS）

Multi-Disciplinary Design Exploration （MDX）

MDXが創出する新たな価値

多領域の解析作業の自動化

作業の効率化、設計・開発期間の短縮！

圧倒的に高性能な設計探査

エンジニアの経験・知見を超えたデザインの発見！ライフサイクルコストの大幅削減！

多様な可視化ツール

新しい設計知見の抽出と更なる設計改善！

MDX

– 多様な物理現象の理解

– システム全体の現象を把握

– 設計探査

CD-adapcoはクラウド利用によりお客様のMDXの推進を強力に支援します

MDX on Cloud

Discover better designs, faster!

株式会社HGSTジャパン 小林様– AWS Summit Tokyo 2014でSTAR-CCM+事例をご講演

– STAR Japanese Conference2015においてもAWS活用事例をご講演• http://www.cd-adapco.com/sites/default/files/videos/conference_video/original/2-A-HGST_MrKobayashi.mp4

富士ゼロックス株式会社様

その他 多数

AWS適用事例

CD-adapcoでは日本のお客様に向けたユーザーカンファレンス『STAR Japanese

Conference 2016』を開催いたします。

– 日程：2016年6月9日（木） – 10日（金）

– 場所：横浜ロイヤルパークホテル

– 参加費：無料（事前登録制） ※近日申込みサイトを公開

STAR Japanese Conference 2015では51名様のユーザー講演

MDXセッションはじめ、各産業分野の最新事例が紹介されます

皆様のご参加をお待ちしております

STAR Japanese Conference 2016

横浜ランドマークタワー

株式会社CD-adapco

– TEL:045-475-3285

– FAX:045-475-3295

– E-mail:info-jp@cd-adapco.com

–横浜オフィス

〒222-0033

神奈川県横浜市港北区新横浜2-3-12 新横浜スクエアビル16F

– http://www.cd-adapco.co.jp/ja

お問い合わせ先

Thank you very much!

Discover better designs, faster!