CFDシミュレーション

気体であろうと液体であろうと、Simcenterは単相流用の計算流体力学モデルの包括的なセットを提供します。圧縮性流れから非圧縮性流、層流から乱流まで、Simcenterはあらゆる流れ領域のCFD解析を提供します。乱流については、あらゆる業界の空気力学エンジニアが、すべての一般的なレイノルズ平均ナビエ・ストークス（RANS）モデル、独立渦シミュレーション（DES）、大渦シミュレーション（LES）を含む、包括的な最先端の乱流モデルを選択できます。

極超音速は現在、研究や将来の商用飛行にとって非常に興味深いトピックです。極超音速領域での流体の解離とイオン化では、理想気体は適切な状態方程式ではないかもしれません。実在気体平衡の方が良い選択肢かもしれません。

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現実世界のエンジニアリング問題は、層状、分散、離散、フィルムなどの複数の流れ領域を対象としています。これまで、すべての領域をカバーできる単一の混相モデルはありませんでした。しかし、Simcenter CFDには、多相CFDシミュレーション用の包括的なモデルがあり、それらを組み合わせて使用することで、それらの間の遷移を含む多くの流れ領域をカバーできます。マルチレジーム、マルチスケールの混相流をシミュレートして、製品の実際の挙動を予測して理解します。

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エンジニアリングにおける微粒子の流れは、流動層、サイクロンセパレーター、コーティング、コンベア、ロースターなど、いたるところに存在します。Simcenter CFDシミュレーションは、微粒子の流れでも高密度の粒子流でも、粒子フローを完全に統合して、粒子の効率と分布を最大化し、エネルギー消費を最小限に抑え、過度の摩耗や摩耗を防ぎ、全体的な性能を最適化します。

適切な粒子の動きと接触で現実的な粒子形状を正確にシミュレートすることで、エンジニアはマテリアルハンドリングのパフォーマンスを保証できます。他のツールとは異なり、Simcenterは流れと粒子物理の結合を1つのシミュレーション環境で提供するため、シミュレーションの設定作業が大幅に軽減されます。メッシュベースの離散要素法（DEM）とメッシュフリーの両方の離散要素法（DEM）を提供しているので、エンジニアはいつでも最適な粒子モデリングアプローチを選択できます。

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Simcenterは、幅広いアプリケーションをカバーする反応流モデルとエミッションモデルの包括的なスイートを提供します。これにより、反応流モデルと熱伝達、放射、混相反応、表面化学との緊密な結合が可能になります。当社の反応流モデルは、火炎の形状と位置の理解と最適化、固体成分の温度の最小化、排出量の削減、性能効率の最大化に役立ちます。火炎力学、熱伝達、熱摩耗、排出、降伏、変換、選択性、および望ましくない条件を予測して理解することで、設計の実際の物理特性を正確に把握できます。

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平滑粒子流体力学（SPH）は、高速メッシュレス計算流体力学法です。メッシュが不要なので、エンジニアは複雑な形状や動きを迅速かつ堅牢な方法で簡単に処理できます。SPHを使用すると、余分な労力をかけずに複雑で非常に動的な流体/流体界面を解決できます。そのため、SPH法は新世代の数値法の一部であり、ナビエ・ストークス方程式に基づきながら、従来のアプローチでメッシュ関連の制約を克服するために開発されました。

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電子機器からモビリティソリューションまで、今日の革新的な製品には、革新的な冷却および熱管理ソリューションが必要です。Simcenter CFDスイートを使用すると、エンジニアは媒体内または媒体間の熱伝達を正確かつ効率的にシミュレートできます。伝導、対流、放射、共役熱伝達、沸騰に関するSimcenter CFDシミュレーションは、流体と固体の温度分布を正確に予測するための熱伝達物理学のフルセットを提供します。Simcenterのポートフォリオには、チップパッケージレベル、プリント基板（PCB）、ラック、および大規模データセンター向けのエンクロージャー向けの特定の電子機器冷却シミュレーション機能を備えた最先端のCFD分析が含まれています。

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流れによる騒音は、車両（または他の製品）の音響特性の重要な要素です。Simcenterには、定常状態モデル、直接モデル（DES/LES）、伝播モデル、音響摂動方程式（APE）ソルバーなど、空力音響騒音源を予測するための正確なモデルの広範なライブラリが用意されています。

Simcenterはハイブリッド空力音響法をサポートしています。まず、CFDシミュレーションを使用して流れの乱流を捉え、それを空気音響源に変換して2番目の音響（FEM）シミュレーションモデルに接続します。次に、後者は、環境での反射や吸収など、これらの音源の音響伝播を予測します。たとえば、車のHVACシステムやサイドミラーの騒音を予測できます。

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現実世界のエンジニアリング問題のほとんどすべては、最終的には流体と固体構造との相互作用に依存しています。Simcenter CFDシミュレーションは、有限体積（FV）ベースの計算流体力学と有限要素（FE）ベースの計算固体力学（CSM）の両方を提供します。これにより、エンジニアは使いやすい単一の統合ユーザーインターフェイスで流体と構造の相互作用（FSI）をシミュレートできます。このアプローチを使用すると、静的、準静的、動的な問題を解決できます。これには、非線形形状の問題や、接着接点や小さなすべり接点を使用する複数の部品の問題が含まれます。

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Simcenter CFDシミュレーションは、機械流体と構造の相互作用を拡張し、熱応力解析の効率的なワークフローを提供します。熱エンジニアは、流体と構造物の間の熱伝達問題を解決し、それに基づいて固体領域の熱応力を評価できます。

Simcenter CFD解析の計算レオロジーにより、エンジニアは拡散と粘性または粘弾性の挙動が支配的な流体をシミュレートできます。非ニュートン流体の計算流体力学は、ミキサー、フローコンテナ、スラリー、押出成形、材料処理を扱う消費財、廃棄物処理、食品・飲料業界のエンジニアに役立ちます。レオロジーを正確にシミュレートすることは、製品の信頼性、ユーザーエクスペリエンス、および賠償責任費用を向上させながら、消費電力、排出量、原材料の使用量を削減するための鍵です。

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Simcenter CFDスイートには、磁気バルブ、ソレノイド、アクチュエータ、変圧器から電気機械まで、さまざまな電磁気シミュレーションに対応する幅広い電磁モデルが付属しています。マルチフィジックスCFDスイートとして、統合された電磁気学機能を備えているため、冷媒流、熱伝達、電磁気学を1つのシミュレーションで緊密に組み合わせることができます。また、エンジニアはプラズマアークシミュレーション、ガスブラスト遮断器、溶接などの磁気流体力学（MHD）アプリケーションをシミュレートできます。

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総合的なdigital twin を実現するために、Simcenter CFDシミュレーションはより幅広いSimcenterポートフォリオに組み込まれています。これにより、解析がマルチフィジックスCFDを超える必要がある場合でも、エンジニアは統合性を保ちながら、広範囲にわたる学際的なプロジェクトを実行することができます。Simcenterでは、専用のインターフェイスと一般的なデータ形式を使用して、他のシミュレーションツールと組み合わせることができます。これにより、エンジニアは、各分野に最適なシミュレーション技術を活用しながら、マイクロ秒から数千秒までのタイムスケールと、高度な固体力学から迅速なシステムシミュレーションまでの物理学を使用して、総合的な学際的なシミュレーションを作成できます。

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