Ver.11.2 – 新機能


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FLOW-3D What’s New Ver.11.2

FLOW-3D Ver.11.2.0は、より素早くシミュレーションを設定し、一般的なエラーを回避し、誤りのあるデータの特定と入力、および解析シミュレーションの結果の高速化と効率化を可能とすることで技術者のシミュレーション作業手順の合理化を継続しています。FLOW-3D Ver.11.2における新機能の一部をご紹介いたします。

使い易さ

形状における隙間の閉鎖

形状の小さな隙間は、CADデータからSTLフォーマットへ変換する際に設計の許容範囲や変動から生じます。これらの隙間は視覚的な悩みの種であり、ソリューションへ悲観的に作用します。ユーザは全ての隙間を閉じる下方への距離に関する許容範囲を設定し、このような隙間を閉じる前処理を要求しています。隙間について類似の理由で生じる可能性のある、異なるコンポーネントの表面間の不一致により生じる’薄い膜’で、同様の手順で適用されます。

NTOTALとSIZEを定義するフラグを入力

新たな入力フラグIF_SIZEは、メッシュブロックにおける合計セル数もしくは平均セルサイズで区別する機能として追加されました。デフォルトの設定は平均のセルサイズを用います。古い入力ファイルで合計セル数をデフォルトとして用いる場合、変数IF_SIZEはGUIのMeshing & Geometryタブもしくはテキストエディタを用いて適切に設定してください。

コンフォーミングメッシュ

コンフォーミングメッシュの機能は、任意形状の有効な計算領域が定義できるように拡張されました。これはメッシュブロックを適合する開口と固体の両方に架かる計算領域を定義する、メッシュコンポーネントと呼ばれる形状コンポーネントの新しい種類を用いることで達成されます。メッシュコンポーネントによるメッシュコンフォーミングは、一旦シミュレーションにメッシュコンポーネントを追加と、メッシングツリー配下において設定可能になります。

comforming_mesh

双方向性の形状作成

矩形、円柱や球のようなプリミティブ形状は、既存の形状に相互作用してシミュレーションに追加されます。例えば、ユーザが他の円柱表面の形状中心に円柱を追加したい場合、クリックして円柱を追加するとFeature detectionツールにより自動的に円柱表面の中心を検知します。インタラクティブに追加された形状は、インタラクティブに編集もされます。

Interactive_geometry_creation

更新されたアイコンの位置

全ての形状作成のアイコンを、Geometryリストボックスに移動しました。バッフル、ヒストリープローブ、ボイド/流体ポインタ、バブルも同様にそれぞれリストボックスに移動しました。

フラックスサーフェイスのアイコン

新しいフラックスサーフェイスのアイコンは、Model Setup -> Meshing & Geometryウィンドウの左側に追加されました。フラックスサーフェイスはここからシミュレーションへ簡単に追加することが可能です。新しいフラックスサーフェイスをシミュレーションに追加する際、サーフェイスのポロシティは自動的に1.0が設定され変更できません。この機能は、設定で用いられるフラックスサーフェイスを抑え、予想外の変更を最小化することを意図します。バッフルもまたBafflesリストボックスからフラックスサーフェイスで作成することが可能ですが、ポロシティは始めにデフォルトとして0.5が設定されます。既存のバッフルはフラックスサーフェイスとして定義される際にポロシティは0.0が設定され、シミュレーションがunloadやreloadされるとフラックスサーフェイスのリストボックスへ移動します。

全変数の単位

全変数の単位は、リストボックスにおける変数のツリーと同様にダイアログボックス上で表示されます。シミュレーションで系もしくは温度の単位が定義される場合、単位は表示のみとなります。

cfd-units

境界条件のアイコン

メッシュブロックの境界条件は、各メッシュブロックのツリーにおける末端から境界条件のための新しいリストボックスへ移動しました。このリストボックスは、Meshing & Geometryの左側にある新しい境界条件のアイコンをクリックすると表示されます。

境界条件を他のメッシュブロックへコピー

境界条件のリストボックス内で何れかの境界を右クリックしTransfer boundaries to…を選択することで、シミュレーションにおける全メッシュブロックの全ての境界が表示されます。ユーザは選択した境界の境界条件を他のメッシュブロックの境界へ適用することが可能です。

boundary-conditions-cfd-features

自動の選択データ

Set Default Selected Parameters for Selected Dataと呼ばれる新しい機能は、優先的に設定可能です。この機能は、シミュレーション実行中に選択データの常時出力を定義することを許可します。

コンポーネント特性の分類:

Component Propertiesリストボックス内のコンポーネント特性は、有効/無効の状態により分類されます。例えば、有効でない物理モデルのコンポーネント特性は、有効な物理モデルの特性の下に表示されます。

component-property-sorting

|favor|とFE Meshingの強制終了機能

FAVORTMとFE meshingプロセスを強制終了する機能は、プロセスの暴走を防ぐために追加されました。

Theminate_function

予期せぬスクロールホイールの変更

コンボボックス内で変更する前にクリックしなければならないため、現在はツリー内のコンボボックスで予期せぬ変更が極力起きないようにしています。

精度と性能

ソルバ

FAVORTMを用いた形状処理

複数のサブコンポーネントとコンポーネントを組み合わせた精度に関して、形状の表面上で小さな隙間や隆起の発生を除外するように改良しました。これは、各計算セル内におけるセル開口率の相対的な配向や位置を考慮することで達成されます。

favor

GMRES圧力ソルバ

圧縮・非圧縮流れにおけるデフォルトの圧力解法である反復GMRESソルバの収束判定は、様々な時間や空間スケールにおける過渡・定常状態流れを含めた、広範囲の適用においてより堅牢な解を提供します。新しいソルバは、様々なハードウェア、コア数やオペレーションシステムに渡り一貫性のある結果をもたらします。

GMRES

流体-構造連成と熱応力の進化したモデル

有限要素構造ソルバの計算速度は、応力や変形の反復GMRESソルバで用いられるデータ構造を最適化することで改良されました。性能の向上は、有限要素における節点数の関数が実際に増加したことに伴う、メモリ使用のコストに由来します。新しいハイブリッドソルバは、入力ファイルでの定義により超過する必要メモリ量の制御を許可します。

FSI-TSE_solver_performance

リモートソルビングの改良

一般的な改良

リモートソルビングの中核となるエンジンは、安定性と信頼性を改良するため大幅に更新しました。警告無しでダウンロードを終了する問題に対処しました。

速度

リモートサーバからクライアントへ結果をダウンロードするツールは、性能上における有害な影響を防ぐためにGUIから外しました。この新しい実装により、多くのリモートによる結果を同時にダウンロードできます。

リモートの結果離脱

Preferences→Remote Simulationで、リモートサーバ上で結果から離れることを許可する機能を追加しました。リモート上で結果から離れる新しい機能は、クライアントと同期するまでリモートサーバ上の結果から離れます。詳細はマニュアルのRemote Solving Setupをご参照ください。

remote_solving

グラフィックス

多くの改良は性能と品質を改良するために、内在するグラフィックエンジンを開発しました。即座に反映する影響の1つとして、水理のシミュレーションで大きなラスターファイルが機能することを見出すことができます。300万ポイントのラスターファイルは合理的な高精度のグラフィックカード(例えばNVidia Quadro)や適切な(> 2 Gb)ビデオメモリを用いて簡易に処理することが可能です。適切なグラフィックカードが利用可能の際、Meshing and Geometryタブ内のToolsメニューで有効にすることが可能で、深い剥がれも改良されます。Meshing and Geometryタブ内のViewメニューで利用可能な遠近法による表示は、形状スケールの広範囲でより確実に表示するように改良されました。

物体がマウスのカーソル下で強調されるハイライトは、カーソルが移動した際に物体全体がハイライトされるように修正されました。この動作はMeshing & GeometryタブのToolsメニューにおいてMouse Hover Selection機能で制御します。Mouse Hover Selection機能がオフになっている場合は、ユーザはオブジェクトをダブルクリックして強調する必要があります。

物理モデル

一般的な適用

ラグラジアン粒子モデル

ラグラジアン粒子モデルは完全に改良され、その機能は複数の粒子クラス(マーカ、質量、流体、ガス、そしてボイド粒子)の追加によって拡張し、それぞれ特定の適用を考慮して開発しました。追加されたクラスは、プローブや質量/運動量湧き出しを表現するために開発しました。ユーザ定義の粒子クラスは、インストール時に提供されるソースコードを修正することで、カスタマイズした機能を追加するように設計されています。新しい粒子モデルによる粒子クラスの定義は、Model Setup –> Meshing & Geometryウィンドウの左側に設置された新しいParticlesアイコンで設定可能です。

particles

分散相の動的な液滴モデル

2相のドリフトフラックスモデルは、分散相で一定の粒子サイズとの認識で信頼を得ています。局所的な流況に基づいた粒子サイズを評価するため、臨界ウェーバ数やキャピラリ数の概念を用いる動的な液滴モデルの追加により、この制限は無くなりました。この手法は、ガス気泡もしくは液滴による分散相のモデル化に適しています。

空気巻き込みモデル

流体内に巻き込まれた空気容量を目的とした初期、境界、湧き出し条件の設定は、体積の有無をシミュレーション内のユーザ・インターフェースで設定することで簡略化され、より顕在化します。

流体/壁 接触時間

流体と個々の固体コンポーネントとの接触時間に関する出力は、全コンポーネントの接触時間を含むように拡張されました。接触時間の計算は、OutputタブのWall contact timeを選択することで簡単に有効になります。

ベント/バルブ

ベントを通過するガス流れがベントにおける第1流体の量に基づいて停止する際、ユーザが制御することが可能です。液体/ガスの2流体では、ガスのみが放出された後、ベントが完全に第1流体にブロックされるまで、両方の流体がポイントまで通過することが可能です。

粒状メディアモデル

砂の塊が解放される際、砂の開口率を定義する新しい入力変数が追加され、粒状流動のモデル化で、より高い適用性をもたらします。

水理環境分野での適用

波の吸収層を伴う流出境界

Wave Absorbingの形状コンポーネントを用いる波の吸収機能は、吸収層もしくは流出境界や連続境界に隣接した矩形形状の追加により補足されました。この追加により、計算領域内への波の減衰相の定義を多大に簡素化します。あらゆる領域内の波を吸収するコンポーネントを設置する、より一般的な手法は引き続き利用可能です。

wave_absorbing_boundary

係船索モデル

係船索モデルは、係船索の新しい特性として最小破断荷重を用いた索のちぎれを考慮するように拡張されました。この開発により、係船索の片端もしくは両端が自由に運動することが可能になります。また移動するコンポーネントに付着する係船索の少なくとも片端の必要条件が無くなり、本モデルはGMOが存在しなくても使用することが可能です。

Mooring_line_model

堆積物の輸送・洗掘モデル

堆積物輸送にモデルの精度と堅牢性は、解のメッシュ依存性を低減し堆積物の質量保存を改良することで強化されました。固まった堆積物の安息角は、固まった河床勾配を計算する際に正確に考慮しています。

Sediment-Scour-Model-Improvements

カスタマイズ

Intel FORTRAN コンパイラ バージョン16.0

ソルバのコンパイラはIntel FORTRANコンパイラのバージョン 16.0にアップグレードしました。コードのカスタマイズによる利点を取り込むユーザはコンパイラをアップグレードすべきです。新しいコンパイラは、古いバージョンによるFLOW-3D のインストールと同様に機能します。

FORTRAN 90 フォーマット

インストールにより供給されるFORTRANのソースルーチンのフォーマットは、固定スタイルのFORTRAN 77からフリースタイルのFORTRAN 90に変更されました。特に、必要とする変更はソースファイルの拡張子を*.F から *.F90に変更することです。FLOW-3D の旧バージョンからカスタマイズしたソールルーチンは変更する必要があります。

FlowSight

非慣性リファレンスフレームの運動

非慣性リファレンスフレーム(NIRF)は、衛星に利用される燃料スロッシング問題のような、リファレンスフレームが運動するシミュレーションに大変役立ちます。FLOW-3D におけるAnalyzeとDisplayパネルの制限の1つは、運動(並進と回転)が可視化できないことです。FlowSightはシミュレーションによって経験した実際の並進や回転毎にNIRFの運動を表示することが可能です。

Non-inertial_reference_frame_motion

距離計測ツール

とても適応性のある距離計測ツールは、あらゆる物体(例えばSTL、等値面、2Dクリップ)の計測が可能になるように実装されました。

distance-measurement-tool

非一様メッシュの一様な空間ベクトル

流速ベクトルを表示する際に、FLOW-3D における伸縮するメッシュを定義する機能は、可視化の問題を引き起こします。例えば、ある領域でメッシュが密集している場合、他の領域ではベクトル場が疎である一方で高いベクトル密度があるため、一様のベクトル場を完全に目立たなくすることが可能です。これらの場合、ベクトル表示密度の変更は、変化が一様に適用されるために有効ではありません。2Dクリップで一様にベクトルを表示する新しい機能は、この問題を解決します。この新機能は2DクリップのShow on Uniform Grid under the Velocity Vectors optionで利用可能です。

uniformly-spaced-vectors-2d-clips

ダイヤルとゲージ

ダイヤルとゲージと呼ばれる2つの新しい注釈は、ビューポイントの右クリックしたメニューアイテムにおいてAdd quick shapes optionで利用可能です。ダイヤルは、時間の出力間隔が著しく非線形の際、シミュレーション時間を表示するのに役立ちます。例えば、高速ショットのためにデータの出力間隔が非常に多いショット駆動の高圧ダイカストにおける充填のケースを考慮しています。ダイヤルを用いたシミュレーション時間の表示により、テキストとして時間を簡素に表示するよりも、より明確に急速なフレーム感覚を示します。

dial-flowsight

ユーザ定義のカラースケール

カスタムしたカラースケールは、新しいカスタムカラースケールツールを用いることで非常に簡単に定義できます。

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スプライン上と流線のクエリにおけるXYZ座標

スプラインと流線のクエリ値に対応したx/y/z座標は、query outputダイアログで表示可能です。

stream-and-spline-queries

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