CAEメールニュース（No.2013-8）
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┃CAEメールニュース（No.2013-8） 2013.8.20┃
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Terrabyte Co.,Ltd.
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【1】今月のトピック
╋汎用熱流体解析ソルバー「AcuSolve」紹介
【2】CAE技術情報
╋波動現象入門講座 8回目 流体中を伝播する波
【3】CAEセミナー・イベント情報
【4】エッセイ
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└■ 汎用熱流体解析ソルバー「AcuSolve」——————————————
●熱流体解析ソフトAcuSolveはHyperWorksの効率的なCFDソルバーとして機能します。
AcuSolveは、流体-構造連成 （FSI : Fluid Structure Interaction） 解析を得意とし
ます。また自由界面、攪拌解析等を可能にする多成分流れ、物体への流体力の計算と幅
広い分野への適応力を示します。
□特徴・機能———————————————————————–
【特 徴】
１ 解析精度
・GLS法をベースとした安定化有限要素法で、人工粘性など精度低下をもたらす項を含ま
ず、高精度解析がおこなえます。
2 計算スピード
・カップリングソルバーにエネルギー式を追加(u,v,w,P,T)しており、FVMに比べて少な
い反復回数で収束します。また、並列計算効率に優れています。
3 ロバスト性
・解は要素品質に依存せず、高アスペクト比の要素でも安定した解析がおこなえます。
【機 能】
●自動メッシュ生成機能
┗流体計算のためのメッシュを自動でおこなう自動メッシュ生成機能を搭載しています。
●高ロバスト性
┗安定した有限要素定式化
AcuSolveは、Galerkin/Least-Squares法（GLS）の有限要素定式化に基づいています。
┗強力な反復ソルバー
独自の反復計算を用い、Navier-Stokes方程式の線形化に由来した圧力と流速の方程
式を同時に解くことによって早い収束性を持った計算をおこなう事が可能です。
●MPIによる高速計算
┗並列処理
AcuSolveは当初から並列コンピュータでの稼働を特に想定して構築され、全てのアル
ゴリズムもそのように設計されています。
●ALEによる柔軟な計算
┗ALE（ALE: Arbitrary Lagrangian-Eulerian）法を使用する事によって自由界面を有
する流体や流体と構造物の計算等、様々な計算を行う事が可能です。
●強力なプリプロセッサによる簡単な計算設定
┗CADインポート
CATIA、Creo Parametric(ProE)、Parasolid、ACIS
┗メッシュのインポート
Altair HyperMesh、ANSYS ICEM-CFD、MSC FluidConnection、CEI Harpoon、Pointwise
┗流体計算のための計算設定
煩雑な流体計算の設定はAcuSolve 用プリプロセッサーAcuConsole のDefault値でほ
とんどの計算モデルをそのまま解くことが可能です。
続き——＞詳細はホームページからご確認ください。
http://www.terrabyte.co.jp/Hyper/AcuSolve_1.htm
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└■ 波動現象入門講座 8回目 流体中を伝播する波
今回は流体中を伝播する波動について考えて見ます。空気(気体)、水(液体)は流体の代
表的なものですが、気体にはよく知られているように圧縮性があり、圧力の変動があると
体積変化が生じると共に、密度変化や温度変化が生じます。液体もわずかですが圧縮性を
持ちます。この性質により圧力、体積、密度などの変化が流体中を伝播しますが、これは
音波、粗密波などと呼ばれる縦波です。流体中の通常の音波では、横波は粘性のためただ
ちに減衰するので縦波だけが見られます。以下では流体中を伝播する波の運動方程式を導
き、これから音波の速度、すなわち音速を求めます。
いま、細長い直管の内部で空気の振動の伝播を考えます。管軸方向をx軸とし、座標xと
x＋Δxで囲まれた空気の運動方程式を導くのが以下の目的です。管の断面積をSとすると、
考えている空気の体積は
V＝S・Δx …（1）
です。空気の振動により、xの位置にある空気がu(x,t)だけ変位するものとすると、x＋
Δxの位置にある空気の変位はu(x＋Δx,t) となります。このとき空気の体積変化(膨張あ
るいは収縮)は、
ΔV＝{u(x＋Δx,t)－u(x,t)}S＝(u)x・Δx・S …（2）
で表されます。ここに、(u)x はu(x,t)のxによる偏微分を表します。この体積変化ΔVに
よる空気の圧力変化をΔpとすると、
Δp＝－KΔV/V …(3)
の関係が成り立ちます。ここにKは体積弾性率です。(1),(2),(3)により
Δp＝－K (u)x …(4)
が得られます。
また、座標xにおける圧力変化をΔp(x,t)とすると、x＋Δxでの圧力変化はΔp(x＋Δx,
t)となるので、この気体に作用する力は
F＝{Δp(x,t)－Δp(x＋Δx,t)}S＝－(Δp)x・Δx・S …(5)
となります。ここに、(Δp)xはΔp(x,t)のxによる偏微分を表します。
波のないときの空気の密度をρとすると、考えている領域の空気の質量はm＝ρSΔxで
あり、加速度はα＝(u)tt (変位uの時間tに関する2階偏微分)であるので、運動方程式は
mα＝FよりρSΔx・(u)tt＝－(Δp)x・Δx・Sで表されます。この式に(4)を代入すると、
結局運動方程式
ρ(u)tt＝K (u)xx …(6)
が得られます。これは変位uに関する波動方程式であり、波の伝播速度はc＝√(K/ρ)で与
えられます。なお、(6)の両辺をxで偏微分して、(4)を用いることにより圧力変化Δpに対
しても波動方程式ρ(Δp)tt＝K (Δp)xxが得られ、空気中の圧力変動の波、すなわち音波
が音速
c＝√(K/ρ) …(7)
で伝播することがわかります。
空気が理想気体であるとすると、音波が伝播するときの状態変化は断熱的であるとみな
すことができ、このとき体積弾性率は
K＝γp …(8)
となります。ここに、γは比熱比(定圧比熱と定積比熱の比)です。したがって(8),(9)よ
り音速は、よく知られた式c＝√(γp/ρ)で表されます。ここに、pは波のないときの圧力
です。
液体中での音速は、気体より密度が大きいけれども体積弾性率がはるかに大きいので、
気体中の音速より速くなります。常温では水中の音速は空気中の音速の約4倍になります。
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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。
□ ブロー成形・樹脂シート熱成形プロセス解析ソフトウェア
「BlowView」/「FormView」紹介セミナー （8/27・9/20 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/BlowView/seminar1.htm
□ プラスチック射出成形シミュレーション「Simpoe-Mold」
紹介セミナー＆体験ワークショップ （8/28・9/25 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/Simpoe/Simpoe_seminar1.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 （8/29・9/12 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/FloEFD/EFD-seminar1.htm
□ 熱硬化性樹脂流動解析ソフト「NEPTAS」紹介セミナー （9/10 東京）
http://www.terrabyte.co.jp/NEPTAS/semi.htm
□ 統合プリポストプロセッサー「PreSys」 無料体験セミナー (9/11 東京)
http://www.terrabyte.co.jp/PreSys/PreSys_seminar.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・落下解析料」（9/26 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 （9/27 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 （10/1 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「INTEGRATED 電磁界ソフトウェア」 無料体験セミナー (10/2 東京)
http://www.terrabyte.co.jp/IES/IES-seminar1.htm
□ 非線形構造解析ソフト「LS-DYNA」操作セミナー (10/10 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
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└■ エッセイ———————————————————————
先日、10数年ぶりに歯医者にかかってきました。
もともと虫歯に成りやすく、幼少期は良く通っていたのですが、ここ数年は親の仇のごと
く歯を磨いていたのが功を奏しておりました。ところが、先日クッキーを食べたら、やけ
にシャリシャリするな、と。舌で確認したら、有るはずの歯が無いっ。原因は虫歯だそう
です。・・・非常にショックです。これまでの歯磨きはなんだったのっか？だったらもう
磨くのやめてやろうかとも思ってしまいます。まぁ、磨きますけどね。。。
久しぶりの歯医者はやっぱり心地いいものではないですね。会ったばかりの歯科医＆助手
さんに大口を開けて、全てを委ねる。シャイな私にはツライ。今、彼がくしゃみでもした
ら、お口の中は大変だな～なんて、ネガティブなことも考えちゃったりして・・・実にイ
ヤなものです。幸いにもその他に要治療の歯は無いとのことで、良かった良かった。
8020運動達成に向け、効果的な歯磨き方法など、教えて頂ければ幸いです。
N.Endo
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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を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_sformmail.php
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━━━＜編集後記＞━━━━━━━━━━………………‥‥‥‥・・・・・・ ・ ・ ・ ・
最近お手製のドリンクにハマっています。レモンやオレンジの柑橘系にヨーグルト、または
はちみつにジンジャーなど。普段はお茶やコーヒーばかりになってしまうので、たまには良
い感じです。寒いくなったらホットも作ってみようかと思います。
E.Ikeda
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