【熱流体】熱交換機のCFDにおける「オンプレ型解析ソフトｖｓ．クラウド型解析ソフト」計算時間比較

2026年03月18日

はじめに

熱交換器のように、微細なフィンや複雑な流路を持つモデルを扱う際、エンジニアを最も悩ませるのは「メッシュ数と計算時間のトレードオフ」ではないでしょうか。

精度を求めればメッシュ数は数千万規模に達し、膨大な解析時間を要することも少なくないかと存じます。

本コラムでは、熱交換器の解析を例に、デスクトップ型解析ソフト「SOLIDWORKS Flow Simulation」のローカルワークステーションによる計算時間と、クラウド型解析ソフト「Fluid Dynamics Engineer(3DEXPERIENCE)」のクラウドコンピューティングによる計算時間でどれほどの差が生まれるのかを比較します。

題材とする熱交換機モデル

今回のコラムでは最も一般的なシェル・アンド・チューブ熱交換機を題材として使用します。

解析条件

・解析タイプ：定常解析

・考慮する物理現象：流体の流れ、固体内の熱伝導、流体―固体間の対流熱伝達

・温水の流入条件：1 kg/s, 75 ℃

・冷水の流入条件：0.1 kg/s, 25 ℃

解析結果図

▲温度分布　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　▲流跡線

解析時間比較

まとめ

本コラムではデスクトップ型解析ソフトとクラウド型解析ソフトの解析時間比較を実施しました。

Fluid Dynamics EngineerではFlow Simulationと同数コアのローカルマシン計算でもより短い計算時間となり、クラウドコンピューティングを利用することで更なる計算高速化の効果が現れました。

尚、今回はモデル準備や解析設定、クラウドとオンプレ間のデータ送受信も含めた全体作業時間の比較は行っておりません。

しかし、大規模なモデルで全体作業時間のうち解析実行時間が支配的になるようなケースではクラウドコンピューティングのメリットがより発揮されると考えられます。

使用ソフト

3DEXPERIENCE の熱流体解析ロール「Fluid Dynamics Engineer」の詳細は下記ページをご覧ください。

SOLIDWORKSモデラーとシームレスな連携が可能であり、本事例の様な複数の形状パターンで相対比較を行うシーンで大変有用なソフトになります。
　・　Fluid Dynamics Engineer　|　クラウド型熱流体解析ソリューション
　　　https://www.sbd.jp/products/flow/fluid-dynamics-engineer.html　

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