設計者向けCAE/解析

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　 ┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2010-04-15 [Vol.354]　┃
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今日は東京ビッグサイトで行われている、『ライティング ジャパン』に行って
きました。弊社はその中で、LEDの水冷装置を設計している『キーナスデザイン』
という会社と共同で、熱流体解析ソフトウェアを紹介しています。

『LEDは消費電力が少なくても明るくて、かつ寿命が長いので経済的だ』、という
ことは皆様ご存じだと思います。

しかし『LEDは、熱対策が非常に大きな設計テーマになっている』、ということ
をご存じの方は少ないと思います。

展示してある『LED電球』を見て、とてもビックリしたのですが、展示してある
『LED電球』は、電球部分は小さいのに、その周りにアルミニウムのヒダヒダ
が沢山付いていて、まるでヒートシンクを展示しているのか？と思わせるほどで
した。

さらに、熱対策が大変なんだと感じさせたのが、『LED展』なのに『放熱材料』
ゾーンに出展している企業がとても多かったことです。

『そうか、LEDというのは消費電力は小さくても、そんなに熱を出すのか？』と
一人納得していたのですが、共同出展のキーナスデザインの方に聞いたら、そう
では有りませんでした。

このメルマガの読者は、技術者が多いのでご存じかも知れませんが、私にとって
はビックリでした。

『LEDは半導体だから。。。。』というのがその答えです。

CPUチップが半導体で出来ているから、高熱になると暴走するので、冷却が重要
になるのと同じように、『LEDも半導体だから。。。。』、『高熱になると寿命
が縮まる』のだそうです。

半導体にも依るのですが、『LED電球』の寿命が通常、１０年（４万時間）と言
うのは、温度を一定以下に保った場合で、それ以上だと寿命がぐんぐん短くなる
のだそうです。

ですから、従来の白熱灯の場合は熱くなっても放っておけるけど、『LED』は一
生懸命冷却をしないといけない。そのため、『LED電球』が『ヒートシンク』電
球のようになってしまうということです。

『キーナスデザイン』という会社は、このヒートシンクのお化けみたいな電球を、
『LED』を埋め込む台に金型冷却のように水路を通すことで、２cmｘ２cmの板チョ
コくらいまで小型化させました。

その設計を、弊社の熱流体解析ソフト『SolidWorks Flow Simulation』
（『FloEFD』と同じ）を使って行ったということで、弊社と共同出展させていた
だいております。

もし水冷を使わず、自然対流で同じくらいの温度（４０度）に保つには、
２５ｃｍｘ２５ｃｍくらいの大きさのヒートシンクをつけなければならないそう
で、その『作っても無駄な設計』の温度分布も『SolidWorks Flow Simulation』
を使って解析すれば、より説得力があるのになーと思って見ていました。

このように、解析ソフトは実際に設計する製品の性能予測に使うだけでなく、自
分たちの製品が他の製品に比べてどれだけ性能が良いのかを見せるための道具と
しても使えます。

でも熱解析ソフトの結果が、どれくらい実際と合っているのか、疑問を持つ方は
いませんか？

来週２２日に大阪で開催する『SBD利用技術研究会』では、そこのところを実際
に金属をヒーターで発熱させながら実験と解析を比較してみますので、体験しに
来ませんか？（LEDでは無いですが。。。。）

参加は無料です。詳しくは、こちらをご覧ください。↓↓↓↓↓
http://www.sbd.jp/lab/meeting/17th.htm

今週も、SBDメルマガ、最後まで宜しくお願いいたします。

　　　　　　　 ［ 2010.04.15 from T.Sumiya ］

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　 技術彙報
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□【構造】あいのつぶやき Vol.14
■理想と現実のギャップを埋める

SolidWorks Simulationは、自習用のチュートリアル例題がとても充実
しています。静解析から非線形解析まで、さらには最適化機能の使い方など、
解析手順のテキストに沿って、例題モデルの解析を行うことができます。

ただ、ユーザーの皆様が取り組まれているモデルは、こんな理想的な
モデルばかりではありませんよね。メッシュが切れない、条件定義の仕方が
分からない、どこまで簡略化すればいいのか...などなど、チュートリアル
例題では教えてくれない問題を多々抱えていらっしゃるかと思います。

GAC（株）の南山様をお招き致し、今回が2度目の開催となります
『SolidWorksユーザーのための構造解析－即戦力実践活用編』では、
「不具合対策」「新規設計」という2つの課題に取り組んで頂きます。
普段の皆様の業務にとても近いのではないでしょうか？

このセミナーでノウハウを吸収して頂ければ、難しく感じる問題も
もしかしたら静解析の範囲内で解けてしまうかもしれませんよ！

＜東京＞5/21（金）　＜大阪＞5/11（火）　＜名古屋＞6/11（金）
※詳細はこちら⇒http://www.sbd.jp/news/solidworks-practice.shtml

　　　　　　 　 [ 2010.04.15 from A.Chikahisa ]

□【熱流体】FloTHERMだいすきクラブ Vol.65
■壁関数と熱伝達係数

先に紹介した壁面近傍の流速のモデル化と同様に、壁面から空気への伝熱
（熱伝達）についても壁面からの距離によって計算式を使い分けています。

グリッドの1点目が、壁面からある距離以内の場合は層流として、それより
離れている場合は乱流として計算します。

このような手法によって、グリッドの細かさによる解析精度への影響を抑
えるようにしています。

一方でヒートシンクのフィン間のような狭い流路のグリッドサイズとして
は、熱伝達を精度良く解析するには3分割以上、さらに圧力降下を精度良
く解析するには5分割以上にすることが推奨されています。

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from Y.Iijima ]

□【樹脂流動】樹脂猫の手も借りたい Vol.96
■Autodesk Moldflow 2011●機能　その２

ちょっと話題が古くなりましたが、国際宇宙ステーションに滞在中の野口聡一さ
んが宇宙から地球の写真を撮影しツイッターに掲載した「歩く猫」＝地上の島の
形が紹介されていました。
場所は地中海にあるそうです。気になる方はWebで検索してくださいね。

では本題だニャン。Λ Λ
　　　　　　　 (＝^-^＝)

先週の続きです。
ビデオに紹介されているAutodesk Moldflow 2011の新機能ですが、まずは新たに
追加された機能から。

■材料品質インジケーター（Material Quality Indicator）
Insight/Adviser両方に搭載されています。
充填、保圧、反り解析の際に、使用する材料の品質がどのようなものか総合的に
判断し、
・ゴールド
・シルバー
・ブロンズ
に分けて評価する機能となります。

■デザインアドバイザー（Design Adviser）
Autodesk Moldflow Adviserに搭載される新機能で、モデルの肉厚、抜き勾配、
アンダーカットの評価などができるようになります。

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from S.Maeda ]

+++　マイダスで構造解析はじめました Vol. 54 +++++++++++++++++++++++++
■miads NFX 機能紹介　その11

今回は「座標系」機能についてご紹介します。

midasNFXではモデルをインポートするとモデルが持っていたグローバル
座標系の他に、ローカル座標系を作成することができます。
[解析]-[座標系]にて直交座標系と円柱座標系を作成できます。
特に円柱座標系は、円筒形状や円柱形状の結果評価に利用できるので、
とても便利です。
結果表示を円筒座標系に変換するには、ポストプロセッサでプロパティ
の「その他」で座標系を指定することによって、半径方向の変位や
軸方向の変位等の表示が可能です。

「座標系」と結果の座標変換は覚えておくと便利ですよ。

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from N.Oguma ]

+++ （続）構造解析よもやま話 Vol. 36 +++++++++++++++++++++++++++++++
■正負交番荷重の場合の硬化則の比較(3)

体がなまっているため、散歩では負荷にならない。。ということで
自転車で吉祥寺（友人の店がある）まで往復を考えていたがやっと
暖かくなったので土曜日に決行した。

家を出てすぐに五日市街道にはいる。10分ほどで心臓に負担がくる。
五日市は自転車は危険なので、裏道にはいる。暑い！。。うーん疲れた、
帰ろう、、、と思ったところで、番地は西荻窪。私の育った街である。
吉祥寺は私の庭だった。。。もうひと踏ん張り。

さて、今回はひずみの履歴を見てみる。

興味のある方は次を訪問してください。
http://info1951.hp.infoseek.co.jp/

[ 2010.04.15 from K.Murakami ]

+++ 統計のあれこれ　Vol.50 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
■就きたい職業＆就かせたい職業

こんにちは、行武です。皆様の職場では、新人さんが配属されましたでしょう
か。弊社では、5月から仮配属される予定です。そんなに昔のことではないのに、
憧れの（？）構造計画研究所に入社した当時を非常に懐かしく思います。

弊社は個性的な部署がたくさんありますので、今年の新人さんも、希望の部に
配属されるかどうか今からドキドキしていることでしょう。

さて、小学校の新一年生とその親に対して、就きたい職業と就かせたい職業に
ついて、調査が行われました（「将来就きたい職業、就かせたい職業・2010」
株式会社クラレの調査）。

調査概要は、下記の通りです（ホームページから一部抜粋）。

調査対象：2010年4月に小学校に入学する子どもとその親。

調査方法：ランドセルを購入した方に、子どもの「将来、就きたい職業」と親
　　　　　の「将来、子どもに就いて欲しい職業」を聞くアンケートはがきを
　　　　　配布。1人につき1つずつの職業名を記入。

サンプル：有効回答はがきの中から4,000通を無作為抽出し、子ども4,000人
　　　　　（男女各2,000人）、その親4,000人の回答内容を集計。

この調査は、今年で19回目になるそうで、女の子が将来就きたい職業1位は、
「パン・ケーキ・お菓子屋」で、ここ3年では3割前後をキープしています。
男の子が将来就きたい職業1位は、12年連続で「スポーツ選手」です。

【女の子】　　　　　　　　　　　　　　 【女の子の親】
　1位：お菓子屋　　　 　29.6％　 　　　　 1位：看護師　　　 11.9％
　2位：花屋　　　　　　 11.5％　 　　　　 2位：公務員　　　　 9.1％
　3位：芸能人・タレント 10.2％　 　　　　 3位：お菓子屋　　　 8.4％

【男の子】　　　　　　　　　　　　　　 【男の子の親】
　1位：スポーツ選手 　　30.1％　　　　　　1位：公務員 　　　 19.0％
　2位：警察官 　　　 　　6.0％　　　　　　2位：スポーツ選手 15.0％
　3位：運転手・運転士 　5.6％　　　　　　3位：医師 　　　　 10.5％

男女とも、親は公務員や医療関係の職業に就いてほしいと願っているようです
ね。ご多分に洩れず、私の親も、公務員や医者になってほしいと言っていまし
たので、親の願いはいつの時代も変わらないものなのかもしれません。

ちなみに、「会社員」は女の子、男の子ともにベスト10には入っておらず、一
方、女の子の親は9位の4.5％、男の子の親は4位の6.8％で「会社員」がランク
インしています。特に男の子の親では、「会社員」が3年連続の4位ですので、
現実を見た上での回答になっているようです。

皆様は何になりたかったでしょうか。その願いは叶いましたか？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2010.04.15 from S.Yukutake ]

+++ 品質とリスクをマネジメントする　Vol.44 +++++++++++++++++++++++++++
■問題の繰り返しを減らすには？（その４）

問題の繰り返しを減らすための仕組みについて、今週はワークフローの紹介です。
例えば、開発途中で不具合に気付いて是正しても、ドキュメントに反映されてい
なかったり、またそのドキュメントをそのまま次の製品に流用して、不具合まで
コピーしまったり、クレームやトラブル情報が適切に設計者に伝わらず、なかな
か是正されなかったり、そのような経験はありませんか？

これらは、ドキュメントをきちんと反映する、設計流用時には不具合残存を確認
する、クレームやトラブル情報をきちんと社内に共有し伝える、不具合を含んで
いる製品や図面には警報をマークする、などの品質ワークフローがあれば改善さ
れるのではないでしょうか？

DYADEMソリューションでは、自由度の高いワークフロー編集機能を備え、適切な
タイミング、適切な処理方法と担当者、有資格者によるレビューや承認をサポー
トし、前述のようなワークフローにも十分対応しています。

もちろん、ワークフローの進捗はトラッキングおよび見える化され、有資格者に
よる承認やレビュー記録は、内部統制にも役立ちます。またワークフローで登録
した不具合情報などは、ナレッジ化され次のリスク分析に活用されます。

『DYADEM製品紹介サイト』～未然防止リスクマネジメントに！～
http://www.kke.co.jp/dyadem/

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from H.Miyamoto ]

+++ ユーザーフレンドパーク　Vol.94 +++++++++++++++++++++++++++++++++
■更にCFD（Computational Fluid Dynamics）にも手を染めてしまった・・・

みなさん、こんにちはー！　Ｈです。
ついに、熱流体（CFD）への取り組みが始まってしまいました。2000年度初めの
事でした。最初に、部長と親会社へ協力を求めに行きました。製品を持って、
これの熱流体解析をやりたいので、協力して欲しいと・・・。使われていたソフ
トは、○○でした。素人目ですが、使いにくそうな印象を受けました。また当然、
詳細な3Dモデルがあれば解析できると思っていましたので、「こんな規模ではと
ても解析できない」、「こんな製品は解析したことがない」と言われた時はショ
ックでしたね。そして、「一年計画で一緒にやって行きましょう！　教育費用は
これだけね！」と提案書が出てきました。非常に高額だったのと、結局実験等も
自分たちでやらなければならず、あまりメリットがなさそうだったので、や～め
た！っと、お断りすることにし、無謀にも自分でゼロからソフト選定から進める
ことにしました。その直後に部長が移動になってしまいました。

とにかく何も判らなかったので、とりあえず、インターネット等で、熱流体解析
ソフトの情報を集めるところからスタートしました。自分なりのソフト選定のポ
イントは、以下の５項目。

　・日本語表示であること（英語が苦手？）
　・電子機器向けに特化したソフトであること
　・3D-CADデータとの連携が快適であること
　・解析可能規模ができるだけ大きいこと、かつ、解析時間が短いこと
　・サポート面が充実していること

当時、丁度電子機器に特化した熱流体解析ソフトが出始めた頃でした。しかし、
この頃のソフトはどれもオモチャみたいな印象を受け、満足できるようなもので
はありませんでした（Floworksも･･･）。結局、一年目は、数種類のソフトを借用
してのベンチマーク等に費やし、某ソフトを仮選定するところまでしかできませ
んでした。殆ど成果無しです。

二年目は、仮選定したソフトを、一年間のレンタル契約で導入しました。そのソフ
トは、操作は簡単でしたが、3D-CADからのデータ連携ができなかった為、再選定を
並行して進めながら試行を試みました。

そこの技術の方に、国峰尚樹様の「エレクトロニクスのための熱設計完全入門」と
いう書籍を紹介されました。早速購入し読んでいくと、素人でもとても判りやすく、
熱設計の基本が理解できました。これをお手本に、「熱設計」の教育資料を並行し
て作り始めました。解析だけやっていてもダメだと思いましたからね。

そして、2001年秋、関西設計製造ソリューション展にて、某ＣＦＤソフトの最新デ
モ版の進化に衝撃を受け、早速評価借用を依頼しました。結局、2002年度にそのソ
フトを導入し、本格的に活用を開始しました。そして、2002年度に、相対比較解析
としての活用の実用化を図りました。設計者なので、ＣＦＤは設計の道具として使
えれば、まずは十分な効果があると考えていましたので。しかし当然、他の設計者
や上司はそれでは納得しません・・・。

皆さんは、ＣＡＥに関する情報・ノウハウをどうやって入手されていますか？現在
では、多くの企業にＣＡＥが普及しており、情報源は各社内にあり、外へ出かけな
くても済むような状況にあるのかも知れませんね。でも、私がＣＡＥに手を染めて
しまった2000年当時では、社内に情報源は全く無く、社外に情報を求めるしかあり
ませんでした。そこで、「関西ＣＡＥ懇話会、解析塾」、「各ベンダーの体験セミ
ナー」、「設計・製造ソリューション展等の展示会」等にこまめに出かけるように
なりました。そのおかげで色々と勉強ができたと思います。やがて、色々な『出会
い』があり、徐々に知り合いも増えてきました。そして、ＳＢＤ利用技術研究会へ
と繋がっていきました・・・

４月２２日は、大阪でＳＢＤ利用技術研究会があります。メンバーが、手作りで実
験装置も作成してくれていますよ。ありがとうございます。気楽な会ですので、お
近くの方は是非お越しください。詳しい事は蒲池さん、藤山さんまで・・・新しい
『出会い』が待っているかも？？？

では、次回は、藤山さんとの『出会い』のお話です。

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from H ]

+++　イベント情報 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
●LEDの熱対策セミナー<熱対策の考え方から最新の熱対策ツールまで>●東京5/14
本セミナーでは、LEDの熱対策について、熱の基本性質からLED特有の熱の問題、
熱対策の方法について分かりやすく解説します。また、LEDの熱対策を考えると
きに有効な冷却装置や測定装置、熱流体シミュレーションツールをご紹介します。
http://www.sbd.jp/news/led_seminar.shtml

●SolidWorksユーザーのためのGettingStart構造解析●東京 開催
SolidWorksのSimulation部分を初めて使う方、これを機会にご自分で学習して
いきたい方、さらには今後上級者向けセミナーへ参加希望の方向けの内容です。
http://www.sbd.jp/news/solidworksgettingstart.shtml

●SolidWorksユーザーのための構造解析再入門●各地開催
本講義では、静解析を中心としたサポートセンターに多く寄せられる質問を
ベースに、初級者がつまずきやすいところを、学び直すお手伝いを致します。
http://www.sbd.jp/news/solidworksretry.shtml

●SolidWorksユーザーのための構造解析-即戦力実践活用編●各地開催
実際にマシンをお使いいただきながら事前にご連絡する課題に対して、解析
のモデル化、条件設定、結果の考察などを演習形式で実施していただきます。
http://www.sbd.jp/news/solidworks-practice.shtml

●設計者のための「熱流体解析」入門トレーニング●東京/大阪/名古屋開催
熱流体解析再入門トレーニングをさらに初心者向けに改訂！！
電子機器の熱の問題で困っている方、熱流体解析を学んでみませんか？
http://www.sbd.jp/news/netsunyumontraining.shtml

●midasNFX無料体験セミナー●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-midasnfx.shtml

●熱流体解析ツールFloEFD 無料体験●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-floefd.shtml

●設計者CAEハンズオンセミナー●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
【 SolidWorks Simulation・SolidWorks Flow Simulation 】
http://www.sbd.jp/news/ws-solidworkssimulation.shtml

●設計者CAE 個別活用相談会●東京・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-caeadvice.shtml

●統計解析ソフトMinitab紹介セミナー●東京で毎月開催中！
http://www2.kke.co.jp/minitab/seminar_intro.html

■西日本地域特別企画！■■■「SolidWorks設計検証セミナー」■■■4月各地
3次元設計に期待したものを再確認し、「真のエンジニアリング力」とは何か？
をご提案するSolidWorks設計検証セミナーをソリッドワークスジャパン主催で
西日本地区限定の下記４会場で開催致します。
【日程】名古屋・4/22（木）大阪・4/23（金）福岡
http://www.solidworks.co.jp/sw/6331_JPN_HTML.htm

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from R.Kamachi ]

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●編集後記
今年のGWで行きたいところランキングに東京のスカイツリーが入っていました。
もうすぐ完成だから？と思って調べてみたら開業は約２年後の2012年春とのこ
と。東京タワーを抜いて一番になったものの完成はまだまだなのですね。

　　　　　　　 [ 2010.04.15 from R.Kamachi ]

＜SBDプロダクト＞
○midasNFX -------------------------------------構造解析
○SolidWorks（Flow）Simulation -----------------構造（熱流体）解析
○Femap with NX Nastran ------------------------構造解析
○ANSYS DesignSpace-----------------------------構造解析
○FloEFD ---------------------------------------熱流体解析
○FloTHERM -------------------------------------電子機器専用熱流体解析
○Autodesk Moldflow ----------------------------プラスチック充填解析
○Particleworks---------------------------------粒子法流体解析
○Minitab --------------------------------------統計解析

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