設計者向けCAE/解析

┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2003-9-18［Vol.98]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.sbd.jp

◇◆業界あれこれ
　セミナー●KKE VISION お陰さまで盛大に行われました
　セミナー●電気／構造コラボレーション設計の最新動向
　
◇◆技術探訪
　熱流体●カルマン渦列の謎に迫る－渦の実験をしてみよう
　構造解析●SBD利用技術研究会の話題から（４）
　機構解析●　―「衝撃パラメータについて」―
　熱流体●最近の検証事例　-触媒フィルターとポーラスメディア機能-

◇◆イベント情報
　●電気/構造コラボレーション　他

...業界あれこれ....................................................................................

セミナー●KKE VISION お陰さまで盛大に行われました
昨日、品川に出来たばかりの東京カンファレンスセンターにて弊社が年に一度
行っている「KKE Vison」が開催され、およそ１０００人の来場者がありました。
ご来場いただきました皆様、講師の皆様、そしてご出展いただきましたパート
ナーの皆様、大変有難うございました。SBDのセッションでも、高岳製作所の高
平さんからは、「設計者CAEを上手に使うためには実験データの裏づけが必要」、
TRC総研の高張さんからは「計算尺一本でもこんなに美しい戦艦大和を作ったの
だから....」と、元気の出るご講演を頂き、皆様への励みになったのではないか
と思います。また、SBD利用技術研究会の皆様も多くご参加いただき、大変感謝し
ております。

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.09.18 from T.Sumiya ]

セミナー●電気／構造コラボレーション設計の最新動向
関西にて表記セミナーを開催いたします。トピックスとしては「NEC　スーパ
ーコンピュータ設計者が語る」、電気／構造コラボレーション設計への取り組
みの発表、基板設計と構造設計を簡単につなぐ方法のご紹介、初心者でも簡単
に操作できる熱流体シミュレーションのご紹介などが挙げられます。この機会
に、これからの電気／構造のコラボレーション設計について、肌で感じでくだ
さい！定員に限りがございますので、お申込はお早めに。

詳しくは、http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/ccwefd/index.htm

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.09.18 from Y.Nobuka ]

...　技術探訪 ....................................................................................

熱流体●カルマン渦列の謎に迫る－渦の実験をしてみよう
それでは、カルマン渦列を自分の目で見てみましょう。比較的簡単にできるは
ずです。

１本の丸い棒（断面が丸）を用意します。この棒の端を持ち、水を張った水槽
にもう一方の端をつけて水平に動かします。動かすスピードを変えてみると、
棒が左右（移動方向と直交方向）に揺れるポイントがあることに気づきます。
このときに、水面に粒子状の物を浮かべておけば、移動する棒の後方に交互に
発生する渦が見られるはずです。

この渦を最初に発見したのが、カルマン(1881-1963)という人物です。カルマ
ン渦が形成される過程を見ると、最初は円柱周りに対称の渦が発生します。た
だし、この状態は、不安定であるため、しばらくすると交互に渦が並ぶように
なります。

この状態は、安定した状態です。「渦が対称であると、左右の渦がぶつかり合
って不安定である。」この感覚、ご理解いただけますでしょうか。
次回は「ストローハル数」です。

本コーナーの参考書：「パソコンで見る流れの科学　数値流体力学入門」　矢
川元基（やがわげんき）編著　講談社発行

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.09.18 from Y.Iijima ]

構造解析●SBD利用技術研究会の話題から（４）
前回から引き続き利用技術研究会で出された話題の一端をご紹介しています。
（質問４）
構造解析は変形や安全率を求めるなど用途が考えられますが、機構解析の用途
が上手く見つかりません。

（返答４）
最近、工作機械をはじめ各種機構がメカニズム設計からアクチュエータ設計に
変化してきています。つまり、各パーツを直接アクチュエータで動かしてしま
います。

自動車のドア内部なども高級車はいくつものモータを使用して動かしていると
聞いています。そう言う意味では、制御系に重きがシフトし機構解析のニーズ
は少なくなりつつあるのかもしれません。

しかし、メカニズムには効率や信頼性の面からも長所があり、なくなることは
ないと思うし、逆にすぐに制御してしまうものを機構解析ツールを使ってメカ
ニズムを考えることも必要になると思います。

また、機構解析は3次元モデルを直接動かして視覚的に確認できるところも大
きな特徴ですので、設計コラボレーションツールとしての使い方も大きいと思
います。
　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.09.18 from N.Sahashi ]

機構解析●　―「衝撃パラメータについて」―
今週は衝突パラメータ（剛性、指数、最大減衰係数、くい込み）についてご説
明します。
DDM、COSMOSMotionでは接触のパラメータとして反発係数と衝突パラメータ
（剛性、指数、最大減衰係数、くい込み）がありますが、解の導き方が異なり
ます。

反発係数では跳ね返りを反発係数の定義式から導いているのに対して、衝撃パ
ラメータでは衝突したときの剛性（抗力）や減衰、さらには材質によって変わ
る剛性の指数なども考慮に入れて接触力を計算しています。以下にそれぞれの
パラメータについて説明します。

剛性k：衝突物が食い込んだ距離に応じて剛性を係数とする抗力を返します。
・硬いものどうしの場合→大きい（例）Steel対Steel
・軟らかいものと硬いものの場合→小さい（例）Rubber対Steel　　

指数e：くい込みに対する抗力の変化を指数で表現します。F=kΔxのΔxに指数
eがつきます。

・硬いものどうしの場合：e>1　→抵抗力の増加の傾斜はくい込み量が増すほ
　　ど大きくなります。
・軟らかいものと硬いものの場合：e≒1　→接触時の抵抗力は線形スプリン
　　グと同様のイメージとなります。
・軟らかいものどうしの場合：e<1　→ある程度くい込むと抵抗力が一定値に
　　近づきます。

最大減衰係数Cmax：粘性減衰係数を意味します。
・硬いものどうしの場合→大きい（20～100）
　　　　 例）滑らかなSteel対Steelの接触では減衰率は1.0e-3程度
　 ・軟らかいものと硬いものの場合→小さい（0.5～2.0)
　　　
くい込みd：減衰(Damping)が働き始める値
通常はデフォルト（0.1mm程度）が適しています。

衝撃パラメータの設定が難しいのはパラメータの意味と値の大きさが感覚的に
分かりずらいためです。DDM、COSMOSMotionでは材質によってデフォルト値が
設定されていますが、実際には接触対象となる部品の質量や運動速度等も考慮
に入れる必要があります。次回は衝撃パラメータの設定例を説明します。

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.09.18 from K.Taguchi ]

熱流体●最近の検証事例　-触媒フィルターとポーラスメディア機能-
今回は、触媒フィルターや濾過フィルターとEFD.Labのポーラスメディア機能
についてお話します。EFD.Labでは、触媒現象や濾過現象といった、物質(流体)
の変化を追う解析はできませんが、フィルター内部の流れの解析をすることが
できます。ただし、この場合に特別な設定が必要になります。

本来、フィルターのような細かいスリットや孔が空いている物は、形状が複雑
かつ細かいため、モデル化することができません(メッシュ数が非常に多くな
るため)。

それに対し、EFD.Labでは、ポーラスメディア機能を設定することにより、解
析をすることができます。ポーラスメディア機能を使う場合は、フィルターの
孔の径や長さを指定し、フィルターによる抵抗を計算します。これにより、フ
ィルターを通過する際の流体の圧力損失を求めたりすることができます。

次回はエラーメッシュと解の精度について、お話します。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.09.18　from N.Shimada ]

...　イベント情報 ..............................................................................

●電気/構造コラボレーション●大阪10月7日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/ccwefd/index.htm

●流体技術セミナー●東京11月5日名古屋6日大阪7日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/flowts/index.htm

●MSC.N4W体験セミナー●東京9月24日　大阪10月15日
http://www3.kke.co.jp/cae/taiken/home.htm

●EFD.Lab紹介セミナー&無料体験ワークショップ●10月1・2日
http://www.terrabyte.co.jp/efdlab_semi.htm

●EFD.Lab, COSMOSFloWorks入門セミナー●10月15日
http://www.fluid.co.jp/docs/seminor_diary.htm

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.09.18 from E.Kawamura ]

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●編集後記
フジテレビの内田アナが小学校の友達だということを今頃知りました。帰国し
た頃は高校生にして大人の雰囲気が漂っていましたが、おしとやかにゆっくり
話す印象だったので、あんなに大きな声が出せるとは夢にも思っていませんで
した。写真や海外からもらった手紙が見つかればお宝でしょうか。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.09.18 from F.Kawasaki ]

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