品質ソフトウェア Computation Fluid Dynamics Analysis

CFD計算流体力学エンジニアリング

数値流体力学（CFD）は、質量、運動量、エネルギーの保存の支配方程式に基づき、コンピュータを使用して液体および気体の流れを予測する科学です。流体は、あらゆる場所で、さまざまな方法で私たちの生活に関わっています。声帯の振動によって空気中に発生する圧力波により、私たちは発声し、それを聞くことができます。流体がなければ、テニスボールにトップスピンをかけることは無意味になり、飛行機に揚力は発生しません。 CFDを使用することで、身の回りの多くのものを構成する流体を解析し、理解して、予測できます。 数値流体力学の例 CFDは、流体の流れや熱伝達を予測したり、流体の流れが製品やシステムに与える影響を理解したりする必要がある状況に使用されます。CFDは、温度、圧力、速度、密度など、流体の流れのさまざまな特性を解析し、次のような業界のさまざまなエンジニアリング問題に適用できます。 航空宇宙および防衛: CFDを使用することで、航空機周囲の気流をモデル化して、揚力や抗力などの外部空力を予測できます。これは航空機の設計を最適化して性能を向上させ、燃料使用量を削減する上で重要です。また、CFDを使用して、機内の空気循環など、航空機内部の複雑なシステムをシミュレーションして、空気の品質を予測することもできます。主な適用事例としては、アビオニクスの冷却、航空光学、外部空力、機内のHVAC、推進などが挙げられます。 自動車: 電気自動車では、電動モータとバッテリの電気化学は機械、化学、電気エンジニアリングが複雑に関わり合うため、CFDを使用することでマルチフィジックスシステム全体で詳細な熱解析を実行できます。これにより、モータの冷却効率を予測し、火災の原因となるバッテリの熱暴走を減らすことができます。主な適用事例としては、ギアボックスの潤滑、自律センサー、空力音響、外部空力、バッテリモデリング、電動モータの冷却などが挙げられます。 新エネルギー: 水素は脱炭素化を実現する手段として、よりクリーンな環境を維持する上で重要な燃料です。CFDを使用すると、製造から貯蔵、輸送、消費までの水素バリューチェーン全体をモデル化できます。CFDでは、従来型のエンジンで水素やその他の代替燃料をどのように使用できるかを理解し、選択肢となる代替燃料の有効性を判断するための探索や解析を実行できます。主な適用事例としては、PEM電解、水素の製造、輸送、貯蔵、消費、燃料電池の利用率などが挙げられます。