CFDが選ばれる理由

製品開発者は、CFDソリューションで流体の流れや熱力学を正確にシミュレートすることで、仮想環境で解析し、設計を最適化することができます。このようなシミュレーションは現実の状況を非常に正確に再現するため、エンジニアは、安全で耐久性が高く、そしてコスト効率が良い製品を作成できます。さらに、物理的な試作品の必要性が減るため、開発コストを最小限に抑えつつ設計工程を加速することができます。

大きな市場

マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、その他のチップと各種センサーの組み合わせが、スマート製品(携帯電話、家電製品、ウェアラブルなど)市場の成長を押し上げ続けています。電子機器が高性能であるというトレンドの対象は、消費者だけではありません。製造業(IIoT)、医療(スマート インプラント)、交通(EV)のような業界でも、これらの技術を導入していますが、それはほんの一例にすぎません。このようにエレクトロニクスへの依存度が高いというトレンドは、イノベーションを促進する反面、熱管理をどうすべきかという課題をもたらします。

熱管理

材料が高温にさらされると、物理的特性が大きく変化して変形し、構造または信号の完全性、機能性、信頼性を損なう可能性があります。熱による材料の変形は、空気力学的な効率の低下、機械的または電気的な不具合、さらには致命的なシステム故障など、他の問題に発展する可能性があるため、特に気を付けるべき事項です。

耐久性と信頼性に優れた消費者製品および産業製品を設計するうえで、CFDは不可欠なツールです。設計上の仮定を仮想的に検証することで、エンジニアはデータに基づいた意思決定を行うことができ、質の高い設計が行えます。CFDシミュレーションは、開発の初期段階から、設計最適化の指針となる現実的なインサイトを提供します。CFDはあらゆるレベルの専門知識を持つエンジニアが利用できるため、CFDを使えば、性能と信頼性を向上させると同時に、開発コストや保証請求を減らし、市場投入までの時間を短縮することができます。CFDを設計工程に組み込むことで、メーカーは安全性と耐久性の基準を常に確実に満たすことができます。

CFDは、流体力学上の複雑な問題を解決し、設計を最適化するために、さまざまな業界で使用されています。航空宇宙、自動車、エネルギー、製造の各業界のエンジニアは、試作コストを最小限に抑えながら、効率、安全性、性能を向上させるためにCFDを大いに活用しています。

航空宇宙産業や自動車産業では、CFDを使用して空気力学を最適化し、航空機や車両の空気抵抗を抑え、燃料効率を向上させています。HVACエンジニアはCFDを使用して、効果的な空気循環を確保し、屋内の空気品質基準を満たす空調システムや換気システムを設計しています。

CFDは、繰り返し荷重を解析し、動的な力による不安定性を低減することにより、タービン、コンプレッサ、ポンプなどの回転機械の設計をサポートします。また、電子機器の冷却でも重要な役割を果たし、CPUやGPUなどのデバイスの熱を管理して過熱を防止するうえで役立ちます。

エネルギー分野ではCFDを使用して、燃焼エンジンの反応流をシミュレートし、ターボ機械を最適化することで、燃料効率を向上させ、排出ガスを削減しています。バッテリー設計者はCFDを使用して、熱と化学的な相互作用を視覚化し、性能と安全性を向上させています。

CFDは、石油、ガス、水のそれぞれのシステムに応じたパイプとバルブの最適化、流動性の高い材料の処理、プロペラやノズルなどのシステムでのキャビテーションの防止にも役立ちます。