Simerics MP+Software

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私達はPumpLinx (SimericsMP+) を採用して「油圧マスター」になりました!Interview

はじめに

清水 先生(写真右)
渡部 さん(写真中央)
広瀬 さん(写真左)

今回は数値流体解析(CFD)の研究が盛んな、国立大学法人九州工業大学 (https://www.kyutech.ac.jp/) 様に ご協力いただきました。

九州工業大学様は明治40年(1907)に設立された私立明治専門学校を起源とし、1949年に設置された国立大学です。 国立大学の中では唯一の情報工学部を持ち、最近では小惑星イトカワに到達した小惑星探査機はやぶさ(MUSES-C)の試験を行ったことでも有名な、 九州最大の工業地帯である北九州工業地帯に位置する国立工業大学です。

昨年の秋、九州工業大学の田中和博名誉教授からお問い合わせを頂きました。 その後、許・清水研究室(http://www.phys.mse.kyutech.ac.jp/) の清水先生や学生さん達に評価トライアルをして頂き、 今までお使いだった他のCFDソフトと比較した場合の優位性を認めて頂いて導入頂きました。

そんな九州工業大学の許・清水研究室の清水先生、修士課程一年の広瀬さん、渡部さん(2019年4月時点)にお話を伺いました。

Q1

広瀬さんと渡部さんから簡単な研究紹介をお願いします。

私たちは大学院博士前期課程1年(マスター1年)に在籍し、油圧の研究をしています。また、これまでの油圧研究では実験計測が主体でしたが、 私たちはPCを使用してPC内で油圧現象を再現しています。

私たちはPumpLinxで油圧の理論を学び、今では油圧をかなり理解(マスター)しました!

Q2

お二人が数値流体解析(CFD)を始めたキッカケは何でしょうか?

許・清水研究室では、流体力学における様々な現象について研究をしています。数値流体解析(CFD)では、バルブやギヤ間の非常に小さな隙間 (数マイクロメートル)の局所的な流れ、ジェットのような高速な流れ、高温高圧な流れなど、実験では測定や可視化が難しい状況でも、 流れの状態を容易にとらえることができます。そのような数値流体解析(CFD)に興味を持ち、この研究室に入って数値流体解析(CFD)を始めました。

Q3

PumpLinxを導入した経緯を教えて下さい。

(広瀬さん・渡部さん)
バルブの並進運動やギヤポンプの回転運動など、移動物体を含む流れの動特性解析を行いたかったためです。

(広瀬さん)
学部4年生の時に先輩が他社の有名なCFDソフトを使っていましたが、移動物体を含む流れの解析に非常に苦労していたのを目の当たりにしていました。 自分も困難な道を辿る覚悟をしてM1になり、解析を行おうとした際に、新規で導入したPumpLinxを使って解析をしたところ、 革命的に簡単に解析を行うことができました。
物体を動かす点において、解析に持ち込むまでの手法を覚えるまでは少し時間がかかりますが、慣れて覚えると非常に簡単に解析する事が出来て、 解析が難しいとされている移動物体の解析が革命的に簡単に出来てしまう事に大変驚きました。
一例ですが、バルブのメッシュを切る時間が、今まで使用していたCFDソフトの1/3になりました。 メッシュを切る時間が早くなった事により、時間制限によっての解析の内容の妥協をすることが無くなり、 本当に知りたい解析内容を突き詰めることが出来るようになりました。

(渡部さん)
PumpLinxのHPにポンプやバルブに強いと書かれていて、その強いという自信に興味を持ったので評価トライアルをしてみました。 試しに使ってみると、テンプレートモジュールが事細かに設定されていたので、 設定しなければいけない最低限の条件を入れるだけで、すぐに解析を回せることが気に入っています。
また、最低限の条件を入れてすぐ手軽に解析をできるだけではなく、さらにそこから深く掘り下げていく詳細な設定項目もあるので、 簡単に解析も回せるし、気になるところはさらに細かく解析出来るところが気に入ったため導入を決めました。
PumpLinxの気に入っている機能の一例で、ギヤポンプのサイドクリアランスを設定する場合、 今まではいちいちCADに戻って設定をし直していたのですが、 PumpLinx上で簡単にサイドクリアランスの設定が出来るので、大幅な時間削減に貢献します。

Q4

PumpLinxをご評価いただいている点は?

前出の経緯と重複する点もありますが、

  1. テンプレートメッシュやモジュールの利用により、バルブの並進運動、ギヤポンプの回転運動などの物体の移動条件を簡単に設定できる点。
  2. 出力データをあらかじめ指定することで余分な値を出力せず、計算時間の短縮や保存データの軽量化を図ることができる点。
  3. 計算途中に境界条件・計算時間・時間刻みを簡単に変更でき、計算を停止させる手間がなく時間短縮になる点。
  4. 計算を実行しながら計算結果も表示するため、設定条件を入力間違いした際も分かりやすく、また設定条件の変更も容易に行える点。
  5. 数マイクロメートルの間隔に、高精度の格子を簡単に作成できる点。
  6. 高精度の格子を簡単に作成出来るだけでなく、さらにそこから掘り下げていく詳細な設定項目もあるので、 簡単に解析も回せつつ気になるところはさらに細かく解析出来る点。
  7. ソフトウェアの技術的なサポートだけでなく、物理現象のサポートも丁寧に相談に乗ってくれる点。

などが特に気に入っております。

Q5

PumpLinxを使っての今後の予定、PumpLinxへの希望などを教えて下さい。

今後の解析予定は、ターボ機械、バルブやギヤポンプなどでの気液二相流の計算、インデューサーの解析とリリーフバルブの解析、 CFturbo※1 とPumpLinxを組み合わせたファンの設計と解析等を想定しています。 PumpLinxへの希望としては、ポスト処理機能の改善をお願いできればと思っています。

※1 CFturboは弊社取り扱いのターボ機械設計支援ソフトです。