流体解析（Fluid Flow Analysis）とは
流体解析（Fluid Flow Analysis）とは、流体の運動方程式であるナビエ–ストークス方程式などによって液体や気体などの流体の動きを計算して、3次元画像にすることで見える化する手法です。見えない流体を3D画像で可視化することで、空気抵抗や運転条件などに応じた最適形状を設計できるようになります。
流体混合シュミレーション
- 解析結果の可視化
- 設計の最適化
- 流量、圧力の事前検討
ティー継手の流体合流部の解析結果
フレームのエアロ効果解析
- 風洞実験をしなくても設計可能に
- 何度も設計修正が可能
- 空気抵抗を数値化
カーボンフレームのエアロ効果の解析
流体解析では、構造解析や熱解析と比べて計算量が桁違いに増えることから、並列計算の得意なスーパーコンピューターが計算に適しています。解析結果として流速や圧力、ベクトルなどのデータが得られ、そのデータを3Dに可視化すれば流体の流れを分析することができます。
流体解析は航空産業や自動車産業の設計で使われるイメージが強いのですが、コンピューターの高性能化により短時間・大容量の計算が可能になったため、身近な用途に対しても適用できるようになりました。
流体解析に必要なデータ・項目
形状（3DCAD）データ
流体解析では、配管内の流体のような内部流体と、航空機の翼周りの風の流れのような外部の流体解析の2種類の解析が可能です。内部流体の場合は、配管のような外部形状は必要ありません。一般的に、STL、IGES、STEPの3種類のデータ形式であれば多くの解析ソフトで読み込めます。
流体の種類
窒素、水素などの単体、水や空気、重油、ガソリン、海水などの化合物、混合物について解析可能です。また、物性値がわかっている流体であれば解析可能です。
圧力・速度
流体の速度または圧力を解析条件として設定します。また、乱流運動エネルギー（turbulence kinetic energy）や 乱流エネルギー散逸率（turbulent energy dissipation rate）も設定できます。
流体の流れる方向
流体の入り口と出口を設定します。左右同一形状であれば、半分だけ解析することで計算量と計算時間を短縮することができます。
