事例概要

超音波エネルギーを利用した細胞破砕、攪拌、分散、乳化、反応促進などのプロセスが医療や化学工業分野で行われています。下図に示すように溶液中にプローブを差し込み、発生させる機械振動は圧力波となりキャビテーション現象を引き起こし、溶液中の物質や周辺構造物に衝撃を与えます。流体中の音波伝搬及び容器振動を予測するため、本例題ではFemap with NX Nastranを用いて音響解析を実施しました。
※気泡の発生はシミュレーションに含まれていません。

NX Nastranは構造と流体境界を自動認識し、Femap v11.1から流体モデルの作成を完全にサポートし、流体材料MAT10を参照するだけで、従来流体要素プロパティ及び節点属性の手動編集は不要となりました。

プローブ振動面から溶液中超音波の照射や圧力波伝搬の様子は音響解析で確認できました。

各観測点の振動グラフを上図に示します。圧力波の伝搬により容器振動が発生します。