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ブローホール型波力発電プラントの性能評価システムの開発

2022/07/08 11:36

OpenFOAMに付属のwaveFoamを用いて海岸に設置されたブローホール型波力発電プラントの性能評価システムを開発しました。 解析領域としては海岸より300ｍ沖までの海底地形から水面から20ｍ上空までをモデル化しました。海底地形の標高データから、海底のSTLファイルを作成するツールを開発しました。地形を含むメッシュとブローホール内の解メッシュを独立に作成して接続することにより、解析メッシュを作成しました。沖合からの入射波を、波長の異なる100波の重ね合わせとして与え、タービンのＰＱ特性を考慮した、三次元ニ相流解析を実施しました。 解析結果からブローホールタービン内の空気出力を算出し、プラントの立地条件による発電効率の評価が可能なシミュレーションシステムを構築しました。

SOLIDWORKS & SOLIDWORKS Simulation 無料体験セミナー

9999/12/31 0:00

SOLIDWORKS(CAD)とSOLIDWORKS Simulationの無料体験セミナーです。 直感的な使いやすさと強力な機能性に優れた、日本でのシェアNo.1である3次元CAD SOLIDWORKSと、SOLIDWORKSに完全統合されたSOLIDWORKS Simulation（構造解析）の実機操作を同時に体験していただけます。

樹脂流動解析と樹脂材料の話

2024/01/25 11:36

樹脂材料と一口にいっても千差万別、原材料製造メーカーがしのぎを削って数多の材料を日々開発しています。 昨今、日本国内においても海外メーカーが製造する樹脂材料を使用している製品が非常に多くなっています。 かつてほど画一的な大量生産といわれなくなった樹脂成形ですが、人知れずどこかの工場でまだまだ大量生産が行われています。 さて、そんな樹脂材料ですが、世界中で使われている材料のグレード（銘柄）は数万とも、更にそれ以上とも言われています。成形メーカーが独自にブレンドしたり成分調整を行ったりすることもあり、正確なデータは存在していません。その物性、特性も様々で樹脂成形品の製造には苦労が絶えません。 射出成形用の金型設計を行う場合、ほとんどの場合において指定された成形材料が、どの程度体積変化（成形収縮率を）をするのか検討するところから始まります。材料ペレットと呼ばれる粒状の材料を、射出成形機内で溶融し、その溶融された樹脂材料を金型へ充填することでプラスチック製品を製造しますが、溶融状態から冷却されて固化する過程で収縮し小さくなります。 成形機で充填速度や圧力、温度を調整することである程度の抑制は可能ですが、収縮をなくすことはできません。そのため金型は、成形品が小さくなることを見込んで、製造したい製品のサイズよりも僅かに大きい寸法で作成しています。この収縮見込み寸法がズレていると狙った寸法が得られず、成形品は規格外となってしまいます。 金型設計の際、収縮率を検討する上で金型設計者が先ずに気にすることは、結晶性樹脂なのか？非晶性樹脂なのか？です。非晶性の材料は、収縮率がおよそ1％未満と小さく、収縮による寸法変化が余りありません。したがって反りや捻じれなどタチの悪い変形もあまりしません。そのかわり小さくならない分、金型への食いつき、張りつきによって離型（型から取出す）が難しくなることがあります。樹脂流動解析でも解析結果に直接現れないため、間接的に評価するなど工夫が必要です。例えば、解析結果上で収縮率が0.1％を下回る場合には離型注意などフラグを立て成形TRYで離型不良が発生するかどうかの検証を行い、予め経験値を積み上げておく必要があります。 結晶性材料はどうでしょうか。エンジニアリングプラスチック（以降、エンプラ）に分類される材料は大半が結晶性材料で1.0％～4.0％程度の収縮率を示します。結晶化度が大きく変化し且つ局所的に変化するため、同じ金型で成形を行っても条件次第で寸法変化が大きく出たり反り、変形といった不具合は比較的出やすい傾向にあります。加えて成形サイクル短縮を目的として金型温度の設定を低めにすると、結晶化度が下がって大きめの寸法になるだけでなく、一般的に”後収縮”と呼ばれる寸法変化が発生します。数週間～数ヶ月というスパンで寸法や変形の状態が変化するため変化を捉えにくく注意が必要です。場合によって1ヶ月倉庫保管してから出荷検査を実施するといったこともあります。この”後収縮”については、樹脂流動解析上で評価する方法が確立されておらず評価が難しい現象です。 他にも分子配向や分子破断による材料劣化といった、予測の難しい現象は樹脂流動解析上では割愛されていることが多く、まだまだ発展途上と言えるかもしれません。しかし、より良く解析結果を読み解き製品の仕上がりを予測するには、時としてこういった知識が必要になることがあります。ソフトウェア上で得られる結果数値だけに捕らわれず、是非興味を持って実機との比較を元に掘り下げてみてはいかがでしょうか。

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• 2024.07.17 VOFとEuler-Eulerとスロッシングの話

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• 2025.01.22 【オンライン】Abaqus/CAE効率化のためのカスタマイズセミナー

  Abaqus/CAEを効率的に使用する手法の一つとしてPythonを用いて自動化する方法を紹介します。本セミナーでは、PythonによるAbaqusスクリプトの例を用いてAbaqus/CAEカスタマイズの仕組み、実行方法を紹介します。 Abaqus/CAEを使っていて、「この部分がちょっと面倒」「何度も同じことを繰り返すのは効率的ではない」と感じる場面に出会ったことは少なくないと思います。しかしAbaqus/CAEをカスタマイズできることは知ってはいても、ハードルが高いと感じて二の足を踏んでいるユーザー様も多いのではないでしょうか？ 技術的な説明だけではなく、簡単な事例紹介を通して「どうしてできるのか」「どのようにすればよいのか」などの疑問を解決する内容となっています。紹介する例では「結果の表示の保存の自動化」「ViewPort操作の自動化」「エクセルとの連携」を予定しています。 この機会にAbaqus/CAEのカスタマイズ技術に触れて作業の効率化を検討してみませんか？　皆様のご参加を心よりお待ちしております。

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  2022.07.08 実験データ解析の実習システム

  【課題】 先端技術の製品等の動的な振る舞いを理解するのには、人間の手では行うことができない時間の枠での解析と多量なデータを必要とします。例えば、着陸する飛行機のタイヤの支柱の過渡加重特性を決定するためには、数秒間にわたってミリ単位での測定が必要になり、人間が行うのは不可能です。 【学生や専門家のためのソフトウェア】 現在のエンジニアには、複雑なハードウェアやソフトウェアで構成された高速で処理できるシステムを用いた多量なデータの獲得や解析を行うことが出来る能力が必要であります。現在の工学部の学生は、データ獲得や解析ではコンピュータに頼る将来に備えなければなりません。学生のためにこのような問題への対策を考えたコースを設計するのは困難である。現在でも将来の職場でも使えるようなソフトウェアを選ぶことを賢い教授は考えるでしょう。アイダホ大学の工学部の教授であるBeyerlein、Budwig、Andersonは数年前に自分自身がこのような事態に直面しました。 【問題の解決】 Dr. Beyerlein 達は、これを解決するために、DSP Development Corporation社の画像表示・データ分類ソフトウェアであるDADiSP を選択しました。数年に渡りDADiSP は工学部の学部の授業で必修科目となっています。Beyerkeinらは、3 つの研究室を連携し、コンピュータによるデータ獲得・調和解析・データ解析に対するソフトウェアの使用例を学生に紹介しています。 ユーザー：アイダホ大学 キーワード：データ分析アプリケーション/実験データ解析の実習システム

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  2022.06.07

  Abaqus
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  2022.07.08 Pathfinder

  カフェテリアでの行動

  • Pathfinder
  • 火災解析、人流・避難解析
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• 2022.05.31

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