Particleworks for ANSYS

Particleworks for ANSYSは、Particleworksによる自由表面の大規模変形を伴う液体シミュレーションとANSYSの既存のシミュレーション領域との連成解析を実現するために開発されたインターフェイスオプションです。これにより、ParticleworksはANSYS Workbench環境に統合され、ANSYSのシミュレーション機能と組み合わせることで、液体と構造、液体と熱、液体と気体など、これまで現実的な時間内に解析することが困難だった複雑な連成問題を可能とし、現実的な設計課題の事象の理解を促進します。

Particleworks×ANSYSが実現する様々な連成解析

タンクスロッシングによる足の応力変形解析

Particleworksでオイルの挙動を解析し、タンクにかかる圧力を求める。その圧力を基にANSYS Mechanicalでタンクの足の応力変形解析を実施。

タンクスロッシングによるバッフルの応力変形解析

Particleworksでオイルの挙動を解析し、タンク内バッフルにかかる圧力を求める。その圧力を基にANSYS Mechanicalでバッフルの応力変形解析を実施。

オイルジェットによるプレートの冷却解析

Particleworksでオイルの挙動を解析し、熱伝達係数を求める。求めた熱伝達係数を基にANSYS Mechanicalでプレートの熱伝導解析を実施。

オイルジェットによるピストンの冷却解析

Particleworksでオイルの挙動を解析し、オイル流路内の熱伝達係数を求める。求めた熱伝達係数を基にANSYS Mechanicalでシリンダヘッドの熱伝導解析を実施。

気流の影響を考慮した雨滴の挙動解析

Particleworks for ANSYS Version1.1新機能：ANSYS Fluentで解析した気流を考慮したParticleworksによる液体挙動解析がANSYS Workbench上で実行可能。

サイドミラー周りの雨滴の挙動解析

ANSYS Fluentにより自動車サイドミラー周りの気流の解析を実施。その気流の影響を考慮し、Particleworks で雨滴の挙動を解析。

ギア空転時のオイルかきあげ解析

ANSYS Fluentによりギア周りの気流解析を実施。その気流情報を基にParticleworksでオイルの挙動を解析。

ギア空転時のオイルかきあげ解析

ギアの回転速度を変えて、シミュレーション結果を比較。

連成解析の手順

Particleworks for ANSYSを用いて、ParticleworksとANSYSの連成解析を実施する場合の手順は以下のようになります。この例では、まずParticleworksでオイルの挙動を解析し、オイル流路内の熱伝達係数を求めます。ここで求めた熱伝達係数を基にANSYS Mechanicalでシリンダヘッドの熱伝導解析を実施します。

① ParticleworksによるCFD計算

② Particleworks で熱伝達係数をマッピング

③ ANSYS Mechanical に熱伝達係数を荷重としてインポート

④ ANSYS Mechanicalでメッシュ生成

⑤ ANSYS Mechanicalで温度（左）と熱流束（右）を計算

① ParticleworksによるCFD計算

② Particleworks で熱伝達係数をマッピング

③ ANSYS Mechanical に熱伝達係数を荷重としてインポート

④ ANSYS Mechanicalでメッシュ生成

⑤ ANSYS Mechanicalで温度（左）と熱流束（右）を計算

対応バージョンとハードウェア環境

1) サポートOS：Windows 10 64bit

2) 同一マシンで、ParticleworksとANSYS(Workbench含む）が起動するライセンスが必要です。
－ANSYS Workbench及びMechanicalのサポートバージョン：　ANSYS 19.x、ANSYS 2019 Rx
－Particleworksのサポートバージョン：　Particleworks 6.2

3) ライセンス形態：フローティング・ノードロック

Particleworksが採用しているMPS粒子法の利点

・流体の流れを粒子自体が表すため、解析領域の事前設定が不要で、流体の飛沫が広く飛散する状態の追跡に非常に有効です。

・複雑な形状の容器や配管でも、その壁面形状のCADデータがあれば容易に流体部分のモデル化が可能。
　初期粒子間隔のみ指定すれば、粒子は指定された間隔に従って均等に配置されます。

・メッシュ潰れによる計算の異常終了は原理的にありません。