CAEメールニュース（No.2019-4）
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┃CAEメールニュース（No.2019-4） 2019.4.22┃
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Terrabyte Co.,Ltd.
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【1】今月のトピック
╋テラバイト技術通信 1「OpenFOAMあれこれ（２）：OpenFOAMの粒子追跡機能」
【2】CAE技術情報
╋やさしく見直すCAE技術 第8回 「衝撃と応力波」について
【3】CAEセミナー・イベント情報
【4】エッセイ
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└■ テラバイト技術通信 1「OpenFOAMあれこれ（２）：OpenFOAMの粒子追跡機能」
今回はOpenFOAMでの粒子追跡解析を検討しているユーザー様への情報です。
OpenFOAMにも市販ソルバーと同様に粒子追跡機能が組み込まれています。OpenFOAMの粒子
追跡は流体との相互作用を組み込むことがでできます。また、粒子間衝突モデルとしてソ
フトスフィアモデル、いわゆるDEM（Discrete Elememt Method)が組み込まれており、流体
と固体粒子間の相互作用だけではなく、固体粒子間の相互作用（粒子間衝突）も考慮する
ことができます。
OpenFOAMで粒子追跡を行うには次の設定を行います。
（１）粒子の運動方程式の解法
（２）粒子の物性値
（３）粒子に働く力
（４）粒子の流入条件
（５）粒子の壁面の境界条件
（６）粒子間衝突
（７）その他のモデル
（８）粒子情報の出力
チュートリアルの設定ファイルを参照するだけで、これらの設定項目を解析目的に合わせ
て設定することは困難でしょう。なぜならば、これらの設定キーワードは少なくても30程
度、多い場合には50以上にも及ぶからです。
前回の2018年12月号の「OpenFOAMあれこれ（１）」でも取り上げましたが、OpenFOAMには
GUI（グラフィカルユーザーインターフェース）がありません。たとえGUIがあったとして
も丁寧な説明がGUI上でなされていなければ使用するのが難しいのがOpenFOAMの粒子追跡
機能です。
当社ではOpenFOAMのユーザーが粒子追跡機能を使用できるようにドキュメント作成を行っ
ております。ご遠慮なく、お問い合わせください。
https://www.terrabyte.co.jp/contact/contact.htm?cae
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└■やさしく見直すCAE技術 第8回 「衝撃と応力波」について————————–
今回のやさしく見直すCAE技術は、「衝撃と応力波」について触れてみます。衝撃とは、
物理的には瞬間的に物体に大きな力が加えられることをいい、精神的には急な出来事に
よって心が動かされることを言います。野球少年が特大ホームランを打って民家のガラス
を割ってしまうという例を考えると、ガラスにボールが衝突して瞬間的に力が加わること
が物理的な衝撃で、いきなりガラスが割れて住人が驚くことが精神的な衝撃となります。
衝撃とそれが及ぼす力学的な影響について少し考えていきたいと思います。物体が衝突
したとき、物体内では力が伝わっていきます。微視的な観点から考察しますと、衝突に
よって力を受けた分子が隣の分子に力を伝え、またその分子が隣の分子に力を伝えていき
ます。ドミノ倒しのように力が伝わっていきます。このような力の伝播を“応力波”とい
い、応力波は進行方向に対して平行に振動する粗密波となります。応力波の伝播速度cは
質量や分子間の相互作用に関係し1次元的に考えますとc=√E/ρで定まります。Eはその分
子間の抵抗力のようなもので、一般にヤング率と呼ばれています。また、弾性状態の
“応力σ”(第２回掲載)と“ひずみε”(第3回掲載)の関係は、ヤング率Eを使ってσ=Eε
と表すことができます。ρは質量密度です。応力波の伝播速度はヤング率と質量密度で決
まるので、端的に言うと剛性が高く軽い材料であるほど早くなります。
物体の弾性限界を超えるような大きな衝撃を受けた場合にはσ=Eεの関係が成り立たな
くなります。そのときの応力を“降伏応力”と呼び、それ以降の状態を塑性状態といいま
す。また、単位時間に生じるひずみの大きさを“ひずみ速度”といい、ひずみ速度が増加
すると降伏応力が上昇します。つまり、応力波は材料物性から決定されますが、ひずみ速
度の大きさによって変形や破壊の挙動が大きく異なり、時間に依存した現象となります。
一般に、自動車の衝突などではひずみ速度が100[1/s]以上となり衝撃解析の対象となり
ます。金属や樹脂、ゴムなどたいていの材料は、ひずみ速度依存性があるため、静的な引
張試験の材料特性を使用して衝撃解析をすると、実験値と大きく異なるのはそのためです。
このように、衝撃解析においては、ひずみ速度依存性が重要なファクターとなります。
さまざまな現象の特性を理解し、重要なファクターを抽出してモデル化することが解析
には非常に大切です。スマートフォンの落下や交通事故における衝突などの衝撃問題では、
ひずみ速度依存性などの材料特性と現象の結びつきを深く理解、考察することが重要であ
り、より精度の高いシミュレーション技術が今後の各種製品設計開発に大きく貢献すると
期待されています。
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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。
□ 筋骨格モデリングシミュレーション「AnyBody」 紹介セミナー (5/10 東京)
https://www.terrabyte.co.jp/AnyBody/anybody_semi.htm?cae
□ 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 （5/16 東京）
https://www.terrabyte.co.jp/FloEFD/EFD-seminar1.htm?cae
□ 汎用熱流体解析ソフトウェア「AcuSolve」 紹介セミナー (5/17 東京)
https://www.terrabyte.co.jp/Hyper/AcuSolve_seminar.htm?cae
□ 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 （5/21 東京）
https://www.terrabyte.co.jp/BlowView/seminar1.htm?cae
□ 電磁波解析ソフトウェア「Altair Feko」 紹介セミナー (5/22 東京)
https://www.terrabyte.co.jp/Hyper/Feko_seminar.htm?cae
□ 非線形構造解析ソフト「LS-DYNA」技術セミナー
｢LS-DYNAの有限要素法基礎知識」 （5/23 東京）
https://www.terrabyte.co.jp/lsdyna/LS-DYNA_seminar1.htm?cae
□ 筋骨格モデリングシミュレーション「AnyBody」 医療向けAnyBody実習セミナー
(5/30 東京) ※AnyBodyユーザ様対象のセミナーです。
https://www.terrabyte.co.jp/AnyBody/anybody_semiM.htm?cae
□ LS-DYNAプリポストプロセッサ「Jvision」操作セミナー （6/4 東京）
※当社のLS-DYNA/JVISION保守ユーザ様限定のセミナーです。
https://www.terrabyte.co.jp/Jvision/Jvision_semi.htm?cae
□ 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 (6/5 東京)
https://www.terrabyte.co.jp/IES/IES-seminar1.htm?cae
□ 非線形構造解析ソフト「LS-DYNA」操作セミナー (6/6 東京)
※当社のLS-DYNA保守ユーザ様限定のセミナーです。
https://www.terrabyte.co.jp/lsdyna/LS-DYNA_seminarN.htm?cae
□ 「基礎構造講座」-衝撃工学の基礎-（7/17・18 東京）
https://www.terrabyte.co.jp/seminar/strcture_semi.htm?cae
□ 筋骨格モデリングシミュレーション「AnyBody」 基礎トレーニングセミナー
(7/24 東京) ※Anybodyの学生ユーザ様限定のセミナーです。
https://www.terrabyte.co.jp/AnyBody/anybody_semiN.htm?cae
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└■ エッセイ「こよみ」———————————————————–
先日、新元号「令和」が決定しましたのでこの機会に、暦について少しだけ調べてみまし
た。
暦は、古代のものから現在使われているものまで、色々あるそうです。現在、私達が使用
している西暦は、西洋で使われていたユリウス暦を1582年にローマ教皇が改良したグレゴ
リオ暦というものだそうです。また古代を振り返ると、例えば南米の古代マヤ文明のマヤ
暦は、太陽暦の一種で「暦のピラミッド」と呼ばれる全部で365段あるピラミッドの遺跡
があるそうです。日本には、皇紀という日本の紀年法があるそうです。また、イスラム教
の国では異なる３種類の暦を利用しているとのこと。自国の暦を大事にしている人々は、
日本人だけではないのですね。
新元号は万葉集の梅の和歌の章から引用したとのことですね。今から来年の梅の花の開花
が楽しみです。
K.I ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
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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。
https://www.terrabyte.co.jp/example/mailnews/mailnews_sformmail.php
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━━━＜編集後記＞━━━━━━━━━━………………‥‥‥‥・・・・・・ ・ ・ ・ ・
先週の寒波から一転し、やっと暖かくなってホッとしております。ゴールデンウィークの天
気も期待できそうです。今年は10連休！満喫したいと思います。
E.Ikeda
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