大規模構造解析ソフトウェア　ADVENTURECluster（アドベンチャークラスター）

自由度制限などのエンジニアリング的判断からユーザー解放する
分散メモリ型並列構造解析システム

ADVENTUREClusterは、独自のアルゴリズムを採用し、数千万～一億自由度を超える大規模な構造解析を短時で実現します。単体の大規模データを高速に解析することから、解析規模が膨大なフルモデルのアセンブリ解析や連成解析まで、大きな効果を発揮します。実現象に近い挙動を捉えるために、大規模解析を前提としたプリプロセッサ、ソルバ、ポストプロセッサから構成され、大学や研究機関での利用はもとより、製造業における開発工数の短縮やコスト低減に貢献します。

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ADVENTUREClusterの基本コンセプト

• 数千万～数億自由度を超える問題を高速に解析
• 完全自動メッシャにより、詳細形状モデルを容易に生成
• 高い並列効率により、計算規模拡張性を確保

ADVENTUREClusterの超高速アルゴリズムCGCG法（特許第 3824582 号）

並列処理・有限要素法/差分法用の超高速解析ソルバの開発に成功し、これをCGCG（Coarse Grid Conjugate Gradient）法と名づけました。

ADVENTUREClusterの解析規模

ADVENTUREClusterは、ワークステーションやPCで構成された分散メモリ型並列コンピュータ（クラスタシステム）上で、1千万自由度を超える大規模な解析ができます。また、共有メモリ型並列コンピュータ上でも同様に大規模な解析ができます。

マルチフィジックス連成解析

マルチフィジックス連成解析インターフェースツールMpCCIを利用することで、他の解析ツールと相互に連成し、非定常双方向連成解析が可能となります。熱流体解析用ソフトウェアは、ANSYS Fluent、STAR-CD、OpenFOAM、STAR-CCM+などに対応、電磁気学ソフトウェアは、JMAG、ANSYS EMAGなどに対応しています。機構・制御モデルでは、MSC.Adams、Flowmasterなどに対応しています。

• 大模アッセンブリ対応のプリ/ポストプロセッサ（Builder/Visual）の紹介
• 1億自由度以上の解析に対応するソルバの紹介

連成解析事例

ADVENTUREClusterは生産技術分野でも大きく貢献します。
樹脂製品・鋳造製品・プレス製品などの生産技術向けの解析ソフトとADVENTUREClusterを連成解析させることで、より精度の高い解析を実現します。 以下に各分野における連成解析事例を挙げます。

樹脂製品

樹脂製品を成形するときには、金型内の温度のムラや金型のたわみ・バリ予測などを考慮することでサイクルタイムの最適化や成形品質の向上の可能性があります。

以下に金型のバリ発生予測の解析事例を挙げます。

金型構成部品を解析対象とし、ADVENTUREClusterで各々部品間の接続関係・接触条件を定義し、型締め力等の荷重の入力を行います。そこに加え、樹脂成形シミュレーションで求められた適切な温度分布や射出圧等を外力としてADVENTUREClusterに連成解析させることにより。成形サイクル中に発生する熱膨張や、射出圧の影響によるバリの発生の有無を評価することができます。

鋳造製品

鋳造での成形品質を保つためには、空気の巻き込みや湯境の発生、残留応力などの評価を行う必要があります。鋳造シミュレーションを利用してこれらの挙動を可視化することは可能ですが、金型の変形やたわみ評価、熱変形などを考慮するのは困難です。鋳造シミュレーションで得られた充鎮圧や温度データなどをADVENTUREClusterの解析条件として使用することにより、更に精度の高い金型変形予測が実現可能です。

以下にダイカスト金型変形予測の連成解析事例を示します。

鋳造シミュレーションで得られた金型の「充填圧」「温度データ」をADVENTUREClusterの解析条件として使用します。金型を構成する個々の部品の線膨脹率の違いによる熱変形、外力（型締め力）、部品間の接触・摩擦を考慮して金型全体を解析することができます。また、このような金型全体(18部品,約1500万自由度)も数十分から数時間で解析可能です。

プレス製品

昨今、プレス成形シミュレーションの活用が進んでいますが、金型自体が剛体として扱われることが多いため、金型の評価をプレス成形シミュレーションだけの利用で評価することは困難です。一方でハイテン化が進む中、プレス製品の品質向上を目指す上で成形時に発生する金型のたわみが及ぼすスプリングバックへの影響を無視することはできません。この課題の解決に向けてプレス成形シミュレーションで得られた金型側から製品側にはねかえってくる反力をADVENTUREClusterの解析条件として使用することが有効であると考えます。

以下にプレス金型アセンブリモデルの連成解析事例を示します。

金型構造が複雑であるため、非常に大規模なメッシュデータになります。また、拘束条件や、型締め力、クッション圧、最後にプレス成形シミュレーションで得られたハイテン材の板の反力を金型表面へ適用し、ADVENTUREClusterで解析を行いました。このような大規模な金型全体(104部品,約2000万自由度)も一時間以内で解析可能です。

解析結果から強度、剛性を検討することができます。金型全体のたわみの影響を考慮した変形状態が再現でき、これを成形シミュレーションに採用することにより、実際に金型動作時に近い状態でのプレス成形シミュレーションが可能となります。
また、個々の部品の強度・変形評価も可能です。

ベンチマーク

自動車エンジンでのベンチマーク

大規模解析が得意なADVENTUREClusterを用いて、自動車エンジンをアセンブリモデルでベンチマークを行いました。

39部品,約3000万自由度のアセンブリモデルを短時間での評価可能です。

以下が解析時間になります。

このような大規模なアセンブリモデルが短時間で計算可能です。
また、ADVENTUREClusterでは、128Coreという大規模なクラスタシステムにおいても、高い並列効率を維持していることが分かります。

※計算機スペック

クラウドサービス：SCSK CAE Cloud

ADVENTUREClusterをクラウド環境で利用できるサービスです。

特長

ADVENTURECluster・大規模計算機・データセンターをSCSKがまるごとワンストップで提供します

• 1. クラウド環境をまるごと提供（サポート窓口を SCSK グループで一本化）
• 2. 最大48並列、386GBメモリの大規模並列計算環境を準備
• 3. 実績豊富な SCSK のデータセンター"netX Cloud"を使用したセキュアな運用環境

• SCSK CAE Cloudの詳細についてはこちらから

• ADVENTURECluster　製品紹介　6分3秒  

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