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NX Nastran:スーパーエレメント機能による繰り返し計算の効率化<ファンの固有値設計検討>

キーワード) 固有値解析 大規模解析 モデル縮退 部分解析 繰り返し計算

事例概要

NX Nastranのスーパーエレメント機能は、大規模なモデルを分割して解析することで計算負荷を軽減したり、モデルの一部を縮退する(外部スーパーエレメント)ことによって解析モデルを小さくして他の部分を変更した場合の計算時間を短縮したりできるものです。本事例では、ファンの羽根の固有値設計を行う際に変更しないボス部を外部スーパーエレメントとして縮退し、メッシュモデルである羽根部と結合して解析した場合の解析精度の検証および計算時間短縮の評価を行いました。本手法は設計段階での性能検討や部品レベルでの対策検討など繰り返し計算が多くなる場合に、計算時間の節約になり、変更しない部分が多ければ多いほど効果が顕著に得られます。また、自社部品のモデルをスーパーエレメント化して他社に提供することで形状をブラックボックス化できるので、情報セキュリティとしても活用することができます。

■ステップ1 ハブ部を動的に縮退してスーパーエレメント化
■ステップ2 形状■モデル(プライマリモデル)と外部スーパーエレメント(SE)モデルを組み合わせて解析を実施 縮退しないモデルとの計算結果の比較

*モデルにはハブ部も形状モデルとして含まれていますが、 比較のため表示していません。

計算時間(CPU TIME)は
縮退なし :1分15秒
ハブ部の縮退 :6分40秒
羽根+SEモデル :5秒
となり、羽根の形状を5回以上変更して繰り返し計算をする場合は、SEモデルを用い る方が時間短縮になります。