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ものづくりにHPCを活用するための ツールとケーススタディー

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 このページのテキストは農沢隆秀氏の論文をベースにしたダミーです。短期間に空気抵抗と空力騒音の小さな商品を開発するには開発前半に充実した検討を行い図面の完成度を高めることが重要ですが、その段階では試作車が存在しません。そこで、空力・風騒音シミュレーション技術を確立し、シミュレーションと風洞実験が強力に連携する開発プロセスを構築しました。高速なコンピューターを使うことで、動的な環境におけるわずかな形状変化も解析できます。この手法の先に、新しいものづくりが見えます。

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 RX-8の開発において,デザインを悪化させずに効果的に空気抵抗を低減するため,デザインデータからシミュレーションを実施し最適形状を検討した事例を紹介する。シミュレーションで車体まわりの流れを解析した結果,リヤコンビランプ付近で車体側面の境界層が厚くなっていることがわかり,この部分で空気抵抗が増大していることをつきとめた。実際にこの部分の形状をコンピューター上で改善しシミュレーションを実行した所,車体後流の渦が弱くなることが確認できた。

小見出し詳細形状の検討と設計への反映

 この結果をもとに風洞実験で,デザイナーを交えて詳細形状の検討を行い,デザインを悪化させないよう透明部品であるコンビランプハウジング形状を車体外側に張り出すことにより,空気抵抗の低減を行った。

 風騒音シミュレーションには,詳細な形状の再現性が容易であるという点でFEMを用いている。FEMの計算格子は,四面体で作成されており,タイヤ・ミラー・床下等の詳細車体形状を再現し計算が可能である。また,ミラー後方のような複雑な流れについては,詳細形状の再現は容易ではないが,計算精度の高い前章で述べたFDMを用いている。

リストのサンプル

  • FEMの計算格子は,四面体で作成されている
  • タイヤ・ミラー・床下等の詳細車体形状を再現し計算が可能である
  • ミラー後方のような複雑な流れについては,詳細形状の再現は容易ではない
  • 計算精度の高い前章で述べたFDMを用いている

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参考事例

自動車空力計算(熱流体・音響解析システムFFB 7.x)