CAEメールニュース（No.2011-9）
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┃CAEメールニュース（No.2011-9） 2011.9.20┃
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Terrabyte Co.,Ltd.
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【1】今月のトピック
╋汎用熱流体解析ソフト「FLOW-3D」紹介
【2】CAE技術情報
╋プラスチック成形とCAE-その7.流動特性式（1）
【3】CAEセミナー・イベント情報
【4】エッセイ
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└■ 汎用熱流体解析ソフト「FLOW-3D」———————————————
FLOW-3D（開発元：米国Flow Science社）は、コントロールボリュームによる有限差分法
(FDM：Finite Difference Method)に基づいて流動方程式を過渡的に解く汎用3次元熱流体
解析ソフトウェアです。非圧縮性、擬似圧縮性、および圧縮性を考慮した1次元／2次元／
3次元の熱流体問題、さらに自由表面や二流体問題を精度良く解くことができます。
□ FLOW-3D特徴＆適用例————————————————————
FLOW-3Dは汎用3次元熱流体解析ソフトウェアです。インクジェットのようなミクロな流動
現象から、環境水理理のようなマクロな流動現象まで広範囲な適用実績を持っています。
【特徴】
・FAVOR（TM）法 －優れた形状表現法－
FLOW-3Dでは、生成が容易な直交格子に強力な形状表現能力を合体させた、自由度の高
いFAVOR（Fractional Area of Volume Obstacle Representation）と呼ばれる格子生成
手法を採用しており、BFCやFEMのように物理形状に表面メッシュを作成することが必要
なく、空間格子と物体表面形状は完全に独立して定義することができます。
・TruVOF（R）法 －最高峰のVOF技術－
FLOW-3Dは自由表面を伴った流動場の流れ解析を得意としています。FLOW-3Dの”TruVOF
（Volume Of Fluid）”解法は、自由表面がちぎれて分裂したり、その後再び融合するよ
うな極度に複雑な流れ場の解析を精度よく、安定しておこなうことができます。
・流体-構造間の連成解析
FLOW-3Dは一般移動物体（GMO：General Mobing Object）を表現することが可能です。
・操作性に優れたユーザインタフェイス
FLOW-3Dは直感的に使えるGUI画面を搭載しています。解析メッシュや境界条件、物理モ
デルなどのモデリング設定、解析実行時の計算状況モニタリング、解析結果のグラ
フィックス表示やアニメーションファイル作成などの豊富な機能を持ち、ほとんどのオ
ペレーションがマウスベースでおこなえる手軽さを実現しています。
【適用事例】
・インクジェット
┗ピエゾ/バブルジェット液滴挙動・インク供給流路の最適設計・インク液滴着弾/浸透
解析
・コーティング
┗スタートアップ時のコーティング材挙動解析・ダイスロットによる塗布液膜厚最適化
解析（スロット/スライド/カーテンダイ）・カーテンコーティング時の膜厚最適化
・はんだペースト
┗鉛フリーはんだ溶融に伴う濡れ上がり挙動解析・ディップソルダーはんだ挙動・電子
部品リードのブリッジ形成解析・はんだ凝固解析・フリー/リフローはんだ挙動
・MEMS
┗誘電泳導シミュレーション・電気浸透解析・マイクロポンプ内流動解析・マイクロミ
キシング
・鋳造
┗重力/傾斜鋳造による容湯充填・ダイカスト流路最適化・酸化膜追跡による欠陥予測・
容損による欠陥予測・凝固/収縮による引け巣予測解析
・撹拌
┗水-油２層撹拌解析・高粘度溶剤の撹拌・ジェット噴流を利用した撹拌解析・揺動解析
・環境水理
┗津波防波堤越波解析・排水路/取水路の最適化設計・ダム決壊時堆積物流動・橋脚周り
洗掘流動解析・魚道最適化解析・貯水池流動解析・浄水層内流路最適化
・海洋船舶
┗船体造波抵抗解析・スラミング（落下衝撃圧）解析・オイルタンカースロッシング解
析・船体から油流出解析・油回収解析・キャピテーション解析
・航空宇宙
┗推薬タンクスロッシング解析・航空機燃料供給路最適解析・ジェット燃料供給路最適
化
・その他
┗衛生容器のフラッシング・エンジンルーム内の熱流動解析・粘弾性/粘塑性材料押出・
ゴム押出・ウォーターハンマ圧力伝播解析
詳細はホームページからご確認ください。
http://www.terrabyte.co.jp/FLOW-3D/flow3d.htm
□「FLOW-3D」Ver.10.0リリース—————————————————–
●「FLOW-3D」Ver.10.0がリリースされました。詳細はお問合せください。
http://www.terrabyte.co.jp/contact/contact-fo.htm
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└■ CAE技術情報 「プラスチック成形とCAE-その7.流動特性式(1)」——————
前回述べましたようにプラスチック材料は弾性と粘性の性質を併せ持つ「粘弾性体」で
す。成形中の流動過程においても「粘弾性体」の挙動を示していることになります。これ
を厳密に取り扱いますと、計算式が大変複雑になり多大な計算時間を要すこと、物性値の
測定と入力が煩雑になることなどから、通常は流動解析では「純粘性流体」としての取扱
いをしています。成形時に生じる一般的な不良発生の予測はこの前提でも可能です。ただ
し、流動・固化時の分子配向やそれに基づく光学特性の予測などの分野では微細な残留応
力の影響が無視できず「粘弾性体」としての取扱いを行うCAEも必要になってきています。
ここではまず、熱可塑性樹脂の「純粘性流体」としての取扱いを述べます。熱可塑性樹
脂は線状(鎖状ともいいます)高分子ですので、分子が絡み合っている場合には変形抵抗は
大きい状態になります。分子の絡み合いがほどけるにしたがって、分子間の相互作用は少
なくなり、変形抵抗は少なくなります。変形抵抗の度合を表す尺度は粘性ですので、ひず
み速度を大きくして分子の絡み合い無くしていくほど、粘度が下がる流動特性を示します。
この特性はレオロジーの分野では「擬塑性流動」と呼びます。流体の粘度測定では通常、
応力はせん断変形を与えて得られますので、これ以降はひずみ速度はせん断速度と呼ぶこ
とにします。せん断速度とせん断応力の関係、あるいはせん断速度と粘度の関係を両対数
座標上でプロットして線形の関係が得られれば、その領域では、せん断応力はせん断速度
のべき乗n(グラフの勾配)に比例し、粘度はせん断速度の(n-1)乗に比例します。n=1が
ニュートン流体であり、熱可塑性樹脂は1よりかなり小さい値になります。これはべき法
則あるいは指数法則モデルと呼ばれます。
しかし、べき法則モデルではせん断速度がゼロになると粘度は無限大になりますので、
どこかで粘度を飽和させる操作が必要になります。この問題点を解決したのがCrossモデ
ルです。これはべき法則モデルを改良し、せん断速度ゼロに向けて粘度を滑らかに飽和さ
せることができますので、構成方程式としては使いやすく、熱可塑性樹脂のCAEに多く用
いられています。
この他のモデルとしては、でんじろう先生の実験で有名になったせん断速度の増加とと
もに粘度が増加するダイラタンシーを表す「せん断速度粘凋化流体」用のもの、所定のせ
ん断応力に達したら流動を開始する「ビンガム塑性流体」や「拡張オストワルド流体」用
のものなどがありますが、ここでは詳細は省略させて頂きます。
いずれにしても、あくまでモデル式ですので、全部のプラスチック材料が広範囲に亘っ
てそれぞれの式に当てはまる訳ではなく、例えばCross モデルも万能ではないことを認識
して頂ければ幸いです。
次回は樹脂粘度の温度や充填剤量の依存性について解説したいと思います。
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└■ CAEセミナー・イベント情報—————————————————-
当社では解析ソフトをより有効にご活用いただくことを目的とし、各種セミナーを開催い
たしております。各ソフトの操作性や機能をご確認いただく場として、お気軽にお申し込
みください。
□ IPF Japan 2011 国際プラスチックフェア 【第7回】 出展
会期：10月25日（火）～29日（土）
会場：幕張メッセ
テラバイト出展ブース：No.61012
出展商品・射出成形プロセス解析ソフト「Simpoe-Mold」
・熱硬化性樹脂流動解析ソフト「NEPTAS」
・ブロー成形プロセス解析ソフト「BlowBiew」
・熱成形プロセス解析ソフト「FormView」
・非線形構造解析ソフ「LS-DYNA」
※招待券ご希望の方は、当社WEBサイトよりお申込みください
http://www.terrabyte.co.jp/11_IPFJ/index.htm
□ 「基礎構造講座」
・「振動工学の基礎」（9/27・28 東京）
・「衝撃工学の基礎」（10/25・26 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/seminar/strcture_semi.htm
□ 非線形構造解析ソフト「LS-DYNA」技術セミナー
「有限要素法入門と衝撃・落下解析」（9/30 東京）
「塑性加工技術セミナー 応用編」（10/27 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/lsdyna/LS-DYNA_seminar1.htm
□ 統合CAEツール「HyperWorks」最適化セミナー （9/29・10/28 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/Hyper/HyperWorks-seminar.htm
□ LS-DYNAプリポストプロセッサ「Jvision」操作セミナー （10/4 東京）
※Jvision/LS-DYNAユーザ様対象のセミナーです。
http://www.terrabyte.co.jp/Jvision/Jvision_semi.htm
□ 電磁界解析ソフト「IES 電磁界ソフトウェア」 無料体験セミナー (10/5 東京)
http://www.terrabyte.co.jp/IES/IES-seminar1.htm
□ 熱硬化性樹脂流動解析ソフト「NEPTAS」紹介セミナー （10/12 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/NEPTAS/semi.htm
□ 非線形構造解析ソフト「LS-DYNA」操作セミナー （10/13 東京）
※LS-DYNAユーザ様対象のセミナーです。
http://www.terrabyte.co.jp/lsdyna/LS-DYNA_seminarN.htm
□ 設計者のための熱流体解析ソフト「FloEFDシリーズ」
紹介セミナー＆無料体験ワークショップ （10/13 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/FloEFD/EFD-seminar1.htm
□ 鋳造/湯流れ凝固解析ソフト「FLOW-3D CAST」紹介セミナー (10/14 東京)
http://www.terrabyte.co.jp/FLOW-3DCast/flow3dCast-seminar1.htm
□ プラスチック射出成形シミュレーション「Simpoe-Mold」操作セミナー
（10/18・19 東京）
※Simpoe-Moldユーザ様対象のセミナーです。
http://www.terrabyte.co.jp/Jvision/Jvision_semi.htm
□ ハイエンド自由表面解析ソフトウェア「FLOW-3D」紹介セミナー (10/20 東京)
http://www.terrabyte.co.jp/FLOW-3D/flow3d-seminar1.htm
□ LS-DYNA用プリポスト「eta/VPG」紹介セミナー＆体験解析ワークショップ（11/9 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/VPG/VPG-seminar1.htm
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└■ エッセイ「台風予報」———————————————————
今年は暑い日が続き、節電もしなければ…ということで、室内でも熱中症が起きる話を聞
きますが皆様はいかがお過ごしでしょうか？私は室温35℃の部屋で扇風機による熱風に
よって、新陳代謝が良くなった錯覚を受けているしがない営業マンです。
今年は台風が停滞する不思議な天気が続いています。
どうも台風（台風の目）自身は動くことができないので、以下の２つの気象現象によって
進路が決まるようです。
1)高気圧：特に海上に張り出している太平洋高気圧の時計回りの風に乗って、高気圧の縁
に沿う様に流されます。
2)偏西風：南下する偏西風に乗って動くのですが、今年は偏西風の南下が遅れている模様
です。
1)は主に太平洋側の台風の進路、2)は日本海側の台風の進路に影響を与えています。
今回の台風15号も秋雨前線とくっつくために予測しにくい天気になるそうです。考えられ
る天気は以下の通りです。
1)秋晴れパターン：偏西風が南下すると台風と秋雨前線も南下します。台風は反時計回り
に回転しているので、北西の涼しい乾いた空気が入りやすくなり、南東の暑い湿った空
気が入り難くなるので秋晴れになります。
2)蒸し風呂パターン：偏西風が南下しないと…上記と逆の現象が起きます。外回りの方は
無理をせず、喫茶店で一休みすることをオススメします。
3)台風一過パターン：『予測じゃない』とツッコミを喰らいそうですが、今回は秋雨前線
が台風のために活発になり、台風が通過しても天気がぐずついたままになることもあり
そうです。
無事、秋晴れとなることを祈りつつ出張に行ってきます。
K.Kawase
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└■ 購読者アンケート ————————————————————
購読者様へCAEメールニュースについてのアンケートお願いしております。
ぜひご協力ください。
http://www.terrabyte.co.jp/example/mailnews/mailnews_anq.htm
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━━━＜編集後記＞━━━━━━━━━━………………‥‥‥‥・・・・・・ ・ ・ ・ ・
例年になく今年は残暑が厳しいですが、暦の上では秋ですね。季節が変わるとまた衣替えか
と思うのですが、こう暑くてはまだそんな準備をする気にはなれないものです。でも次の季
節を考えると準備を始めなくてはと思っているところ。なにせ、整理しないと物が増やせる
状態ではないので。。。暑くてもそろそろ頑張ります。
E.Ikeda
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