FloEFD導入事例｜構造計画研究所 SBD営業部

FloEFD導入事例

FloEFD をご導入されたお客様の事例をご紹介致します。

FloEFDを用いたレースカーのシャーシ設計

クライアント：CEEMO Engineering社

画像：CEEMO ENGINEERING社提供

設計の課題

業界大手として知られるCEEMO Engineering社は、ウィング（エアフォイル）、ボディパネル、エアーボックスなどの、レース業界の革新的な製品を設計・製造している。また、ルノー、BMW、Marcos（マーコス）、レクサス、Spykerのレーシングカー向けに製品を提供し、多くのレーシングチームの成功に貢献している。 CEEMO社はレースを目的とした各種空力パーツの設計における幅広い経験を活かして、新しいコンセプトカーの設計・テストを行い、CEEMO社のポートフォリオを拡大することを決定した。しかし、CEEMO社はこれまでにCFDソフトウェア、すなわちバーチャルプロトタイプ･ツールを用いた経験が全くなかった。

ソリューションとメリット

徹底的な調査の結果、CEEMO社はFloEFDを選択した。その主な目的はシャーシの空力を解析し、改善することであった。CEEMO社は、まず、最低地上高の調査を行った。「FloEFDの結果で、注目すべき値のダウンフォースが示され、それがどのように発生するかについて説明できるようになった。」とvan Wolfswinkel氏は説明する。彼はディフューザーを追加し、車のフロントとリアの最低地上高を調整することで、さらに、設計を修正した。そして、リア部分に丸みを持たせ空気抵抗を削減した。「シミュレーション結果を確認すると、形状の修正によってダウンフォースが低減し、ディフューザーの効果が損なわれるということも判明した。FloEFDは、修正の累積効果をさらに理解しやすくし、問題を解決する手段となっているのだ。」

このボディのテストと改善の工程では、約8週間が費やされた。そして、この車の生産開始はまだ約2年先である。 Evan van Wolfswinkel氏は、「これまではこのコンセプトカーの形状を最適化してきたが、近々サスペンションの検証に進む予定である。」と話す。

お客様の声

「私は航空宇宙の技術者の経歴を持つのだが、CEEMOはCFDソフトウェアの経験が全くなかった。そのため徹底的な調査をして、設計技術者が利用する適切なツールを見つけることができた。FloEFDは費用効率とユーザーの使いやすさを兼ね備えた最適な製品である。」
技術者、Evan van Wolfswinkel氏

FloEFDを使ったガスバーナー内蔵工業用エアーヒーターの最適化

クライアント：Eclipse Combustion社様

高い空気圧を維持することにより、ガスと空気の混合が最適化され、その結果低い過剰な排気の無い設計が可能になる。

画像：CEEMO ENGINEERING社提供

設計の課題

Eclipse Combustion社は工業用ガスバーナーの国際的なメーカーである。Eclipse製品は、性能、効率、信頼性が極めて重要な、乾燥機や工業炉などの「低」温環境において利用されている。その条件にうまく対応するには、高い燃焼効率、すなわち、燃料が完全燃焼し、環境基準を遵守するために過剰な排気がないことが求められる。

先ごろEclipseは運転温度の低い、ガスバーナー内蔵の大型エアーヒーターの製造を委託された。お客様の仕様は、温度分布が±100°Cで温度500℃を要件であり、これはEclipse製バーナーによる 1700°Cの空気と低温の空気を混合して実現される。最大の課題は、炎を過度に冷却させない、また排気を過剰に発生させない条件で、高温空気と低温空気を混合することである。さらに複雑なことには、混合室は可能な限り小型、圧力低下は最小限、温度は短時間で均一にする必要がある。設計で高い空気圧を保てば、ガスと空気を最適に混合でき、結果として排気が少なくできる。

ソリューションとメリット

Eclipse はAutodesk Inventorでソリッドモデルを構築し、モデルの製作前に、FloEFDを用いて提案中の設計をテストした。FloEFDを利用したことで、混合室が予想より小型で、顧客要件の温度分布にあうエアーヒーターを設計できた。さらに、通常、分析結果に基づいて温度を調節するのに使われるパーツを排除することができた。全体のデザインと評価のプロセスはわずか2ヶ月だったが、そのうちほとんどの時間はEclipseと顧客のコミュニケーションで使われ、必要な評価プロセスはわずか2週間だった。EclipseはFloEFDを採用して、すぐにより多くのお客様の質問に回答できるようになり、これが可能になったことで、Eclipseのエンジニアリング・サービスを無理なく拡張できた。

お客様の声

「我々は当初設計の問題を解決するために、FloEFDでの流体解析ソフトウェアに投資した。今や、問題になる前でさえ課題を発見し解決している。FloEFDはどんなエンジニアでも簡単に使えるツールである。」

Ad Heijmans氏, Development Manager

FloEFDを使った自動制御バルブの開発

クライアント：Watts Industries Netherlands社様

画像：Watts Industries社提供

設計の課題

飲み水の汚染が起こると、悲惨な事態となる。Watts Industries Netherlands B.V.は、家庭用、商用、工業用水の逆流防止装置と自動制御バルブを製造、販売をしている。この制御バルブと防止装置は通常、15の様々な水圧の機能要件を満足するものでなくてはならない。例えば、圧力損失の抑制、高圧リリーフ機能、キャビテーションや「ウォーターハンマー」の防止などである。

以前、Wattsの研究・開発工程では、全ての設計案に対して物理プロトタイプを作成していた。この工程では、新しいモデル作成と真鍮製の物理プロタイプを構築するのに1~2週間かかっていた。そして、テスト装置での新しいモデルのテストにさらに1~2週間かかるため、新しい案をテストする毎に、約2~3週間かかっていた。作成・テストをする製品ラインが拡大するなかで、Wattsは時間に余裕がないことを認識した。
　

ソリューションとメリット

FloEFDを導入して最初の10ヶ月は、Wattsは毎日1~2個の仮想プロトタイプを構築、テストを行うことができた。現在、FloEFDを1日24時間利用している。特に、著しい改善がみられたのは、ほんの1~2製品でなく非常に広い製品レンジを現在開発しているためであった。「いままで2週間かかっていたテストが、今はたった1日で済む。その結果、生産計画は劇的に短縮された。」とAarntzen氏は話す。

加えて、Wattsのエクスパートチームは、彼らの設計に新しい洞察性を得ることができた。「我々のチームは40人/年を超える流体現象における実験的経験を持つ。ある挙動に関しては我々のモデルに存在することは既知であったが、その影響はFloEFDによる結果を見て初めて知ることであった。」と Aarntzen氏は言及した。「FloEFDによって、設計の良い面と悪い面の両面からさらに詳しい調査可能を可能にしたのだ。その結果、我々の製品をいっそう改善できるようになった。」