XFlow メッシュレス流体解析

XFlow
メッシュレス流体解析

最新の格子ボルツマン法をテクノロジーとして搭載

XFlowは格子ボルツマン法の流体解析ソフトウェアです。メッシュの作成は不要です。独自の計算テクノロジーを搭載しており、回転体・移動体を伴う現象、二層流、流体-構造の相互作用、過渡空力、音響など複雑な流体問題の解決に有効に活用することができます。

導入前の課題

  • 流体解析用のメッシュ作成に工数が掛かり苦労している。
  • 回転体や二相流の流体解析は難易度が高いので取り組めていない。

導入効果

  • CADデータを用意すれば、メッシュ生成の作業なしに流体解析を実施できます。
  • 回転体や二相流などの複雑な流体現象も解析可能です。

XFlowの導入業界

  • 自動車

  • 電機精密

  • 重工

  • 教育

特長

最新の格子ボルツマン法を搭載した流体解析ソフトウェア

メッシュの生成が不要

移動体や回転体の取り扱いが容易

気液二相流の解析が可能

ABAQUSやSimpackとの連成解析が可能

XFlowのコンセプトビデオ

XFlowの解析機能

  • 非定常
  • 内部流れ、外部流れ
  • 移動体の解析 (強制運動、自由運動、接触)
  • 自由表面、二相流
  • 多孔質媒体
  • 分散相モデル (DPM)
  • 熱伝達
  • スカラー輸送 (拡散)
  • 構造解析連成 Abaqus Co-Simulation
  • 機構解析連成 Simpack Co-Simulation
  • GPUソルバー

XFlowのテクノロジー

  1. 格子ボルツマン法
  2. 乱流の計算法 = WMLES (Large Eddy Simulation)
  3. 格子自動再分割
  4. 並列計算性能
  5. GPUソルバー

テクノロジー① 格子ボルツマン法

非平衡統計力学にて、ボルツマン方程式はメゾスコピック(中間)スケールでモデル化された気体の振る舞いを表します。ボルツマン方程式は、流体力学の全体を再現することができるだけでなく、航空宇宙、微小流体技術(マイクロフルイディクス)、さらには真空状態に近い希薄媒体をもモデル化することができます。
標準的な複数緩和時間モデル(Multiple-relaxation-time, MRT) とは対照的に、XFlowでは散乱演算子が中心モーメント空間に実装されているため、ガリレオの不変性、コードの正確性、安定性が向上します。

テクノロジー② 乱流の計算法 = WMLES (Large Eddy Simulation)

XFlowは、高性能の壁面ラージエディーシミュレーション(Wall-Modeled Large Eddy Simulation,WMLES )を乱流モデルに適用します。
この最先端のLESは、WALE (Wall-Adapting Local Eddy) の粘性モデルを基礎とし、局所的な渦粘性と壁近傍の流れ状態を一貫して表現します。計算効率も高く、多くのコードが提供するレイノルズ平均モデル(Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, RANS)と同等のCPU時間で解析を実行します。

テクノロジー③ 格子自動再分割

XFlowはユーザ要求に応じた格子分割を自動的に実行します。壁近傍や、流れの発達に伴う変化勾配の緩急に対応し、ダイナミックに制御された分割密度が自動的に設定されます。

テクノロジー④ 並列計算性能

高速で効率的な計算を行うXFlowは、標準的なデスクトップPCでも利用能です。 XFlowは、マルチコアテクノロジ向けに完全に並列化され、ほぼ線形のスケーラビリティを発揮します。
XFlowは、HPC環境に完全に統合されており、最も要求の厳しい計算にも対応することができます。 XFlowの分散型ソルバーは、多数のノードに対しても効率的に稼動します。

テクノロジー⑤ GPUソルバー

XFlow GPUソルバーは、最先端の多様な計算環境に対応するために再設計された、全く新しいXFlowソルバーです。GPUに対応することで、大幅な高速化を実現しています。
GPUを使用することで、CPU数千コア相当の高速計算を行うことが可能です。またマルチGPUにも対応しており、大規模モデルにも適応できます。

導入までは3ステップ

  1. ヒアリング

    お客様のお悩みや解析テーマをお聞きして、XFlowでの流体解析が有効か否かを判断させて頂きます。

  2. ご提案

    ご導入までの活動フローをお客様と協議の上、決めさせていただきます。

  3. ご評価

    実際にXFlowの操作性と解析精度をご体感頂きます。オペレーションのサポートもご提供します。
    また必要に応じて、お客様モデルを弊社がベンチマーク解析します。

よくあるご質問

  1. XFlowで使用できるCAD形式は?

    IGES、STEP、STL、Catia partデータです。

  2. XFlowの製品構成はどのような形態ですか?必要な機能をオプションで追加する形態ですか?

    XFlowはプリポストとソルバーが一体化されています。解析機能も全て統合されており、必要な機能をオプションで追加するタイプではございません。
    ただし計算可能なコア数によりライセンス価格が異なります。またGPUソルバーを使用するためは、ある一定数以上のコア数のライセンスが必要です。

  3. 格子ボルツマン法は碁盤目状の直交格子だと思いますが、CADに曲面が存在する場合、凸凹の解析結果になってしまいますか?

    いいえ、凸凹の解析結果にはなりません。計算格子が壁関数を用いてCADの曲面を認識します。

  4. 有限体積法の流体ソフト同様、壁面近傍に境界層メッシュが必要ですか?

    XFlowは壁関数を用いたWMLES(Wall-Modeled Large Eddy Simulation)を用いて乱流を計算するので、壁近傍に境界層メッシュは不要です。

  5. WindowsパソコンでもXFlowは使用できますか?

    XFlowはWindows環境でもLinux環境でも使用できます。

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ソリューション

評価/検証

用途

開発・設計 / 分析・解析 / 評価・検証

パートナー

Dassault Systèmes

XFlow メッシュレス流体解析について

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