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Ansys Rocky
粒子ダイナミクスシミュレーションソフトウェア

Ansys Rockyは業界をリードする離散要素法（DEM）ソフトウェアで、粒状および非連続材料の運動のシミュレーションに使用します。  

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粒子流れの迅速かつ正確なシミュレーション

Rockyは、エンジニアリング問題を解決する目的で設計されています。Rockyは、あらゆる固体、2Dシェル、剛体および弾性体の繊維を含め、実際の粒子形状をモデル化できる優れた製品です。シミュレーションは高速かつ正確に行われます。マルチグラフィックス処理ユニット（GPU）ソルバーテクノロジーを使用して、多くの産業用途でさまざまな形状およびサイズの粒子の挙動をシミュレーションできます。

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    マルチGPUソルバー
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    スケーラブルで効率的、大粒子数に対応
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    繊維を含むリアルな粒子形状
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    摩耗モデリング、粒子破壊、凝集
Gummy Bear Simulation
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市場で最も強力なDEMソフトウェアを使用することで、困難な粒子シミュレーションを加速します。Ansys Rockyには、大規模で複雑な問題を正確かつ効率的に解決するための業界をリードする機能が含まれています。

キッチン家電のカスタムフィッティングソリューション

DEMを使用してよりロバストな熱交換器を設計する

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ベンチトップでのコンポーネントレベルのテストと比較して、全体的なシミュレーションは、総開発コストの最大10％を節約することができます - さらに、数ヶ月と比較して1週間で結果が得られるため、市場投入までの時間を短縮することができます。

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今日のハイエンドキッチンでは、ビルトインタイプの家電製品が多く使われていますが、キャビネットとシームレスに一体化させるためには、機器収納部の気流制限に関する技術的な課題があります。この問題は、コンデンサ（熱交換器）に汚れが蓄積することで悪化し、機器の性能に影響を及ぼすことがあります。

コンデンサ上の汚れの蓄積の実験的評価は、時間と費用がかかります。そこでSub-Zero社では、ANSYS Fluentの数値流体力学（CFD）とANSYS Rockyの離散要素法（DEM）を組み合わせ、汚れの蓄積のメカニズムを迅速に把握し、より堅牢な熱交換器の設計に取り組んでいます。

2024年7月

新機能

Ansys Rocky 2024 R2では、既存のAnsys Mechanicalとの連成機能が大幅に強化され、離散要素法を用いた多数の新機能が提供されています。 

また、RockyとAnsys EnSightの直接統合により、さらにリアルな動画や画像を使用することが可能になり、ポストプロセスの可視性が向上しました。 

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Ansys Mechanicalとの連成の強化

粒子の衝突後のジオメトリ変形を解析できるMechanicalの双方向構造連成、静的／非定常解析のためのWorkbench内での自動データ転送、Rocky-Mechanical熱伝達係数（HTC）データ転送などの機能が強化されました。 

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DEM/SPHシミュレーション

シェルフレキシブル粒子アセンブリを利用したDEM/SPHシミュレーションの実行、非定常点群のサポート、並進および回転運動プロファイルを.csv/.xlsxとしてインポート、CGMケースで利用可能なエネルギースペクトル計算などが可能になります。 

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プリプロセスとポストプロセス

RockyとAnsys EnSightの直接統合により、シミュレーションおよびポストプロセスの結果がより分かりやすく改善され、Rocky GUIにはImplicit Incompressible Smooth Particle Hydrodynamics（IISPH）の新しいユーザーインターフェースが追加されました。 

Rockyの機能

最大かつ最も複雑な粒子シミュレーションを簡単に解析

Ansys Rockyは、最も困難なDEMシミュレーションを解決する可能性を解き放ちます。数百万個の粒子に及ぶ大規模なシミュレーションを、マルチGPU上で実際の粒子形状を使用して解くことができます。

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主な特徴

Rockyは、複雑な粒子形状や粒径分布を持つバルク材料の挙動を迅速かつ正確にシミュレーションするツールです。

  • マルチGPU処理
  • リアルで複雑な粒子形状
  • 流体連成
  • 構造力学カップリング
  • 電磁界カップリング
  • マルチボディダイナミクス
  • 破損モデリング
  • Smoothed-Particle Hydrodynamics（SPH）

RockyのマルチGPUソルバーは、1枚のマザーボード内にある2枚以上のGPUカードのメモリを分散して管理し、メモリの制約を乗り越え、演算能力を集約することで大幅な性能向上を実現しています。Rockyは、粒子シミュレーションを高速化し、数千万個の粒子を含む大規模シミュレーションを容易にすることができます。

Rockyでは、実際の粒子形状や粒子径を用いたシステムのシミュレーションが可能で、球状およびシェルやファイバーを含む真に非球状の粒子形状を指定することができます。粒径分布を持つ粒子群を設定し、異なる粒子形状のシミュレーションを混在させることが可能です。Rockyにはデフォルトの形状が用意されており、そのまま使用することも、パーティクルに合わせて変更することも可能です。また、独自のカスタムシェイプを定義してインポートすることもできます。Rockyに含まれる繊維粒子は、任意の長さ、柔軟または硬質であり、破断可能であることができます。 

エンジニアは、多くのアプリケーションにおける流体と粒子の相互作用を評価する必要があります。  RockyとAnsys Fluentを組み合わせることで、流体システムをモデリングするための強力なワークフローが生まれます。  特に非球状粒子や粒径分布を持つシステムの場合、エンジニアはCFDとDEMを組み合わせることでマルチフィジックスシミュレーションを実施できます。CFD-DEMカップリングは、次の2つの異なる方法で使用できます。

  • 流体場は粒子の流れに影響を与えるが、粒子は流体の流れに影響を与えない場合
  • 流体の流れが粒子の動きに影響を与え、粒子が流体の動きに影響を与える場合

DEMとFEAを組み合わせることで、境界要素にジオメトリの動きや時間的に変化する荷重を取り込みながら、非定常シミュレーションを行うことができます。

シミュレーション中、Rockyはジオメトリメッシュの各ノードの荷重を追跡します。これらの荷重は、Ansys Mechanicalでさらに解析するために圧力場としてエクスポートされます。FEAソフトウェアは形状を離散化し、平衡条件を解きます。

Rockyでは、Ansys Maxwellとの連携により、電磁場の影響を受けた粒子流の解を得ることができます。  電気的な粒子には、電磁場、静電場、トライボックスの3種類の現象が発生することがあります。  EMソルバーで計算された磁場は点群としてRockyに取り込まれます。計算の結果、電荷に応じた粒子の吸引力など、粒子の流れが示されます。 

Rockyでは、並進、回転、振動、揺れ、潰れ、フリーボディモーションを必要なだけ設定できるため、複雑な形状の動きを自由に構成することができます。完全に統合されたモーションカーネルは、ソフトウェア内でジオメトリを組み合わせたモーションをサポートします。

正確な動きを指定したい場合でも、粒子接触や重力などの外力に応じてジオメトリ部品を自由に動かしたい場合でも、Rockyは複雑な動きのニーズをカバーします。荷重と力学の効果を組み合わせたより複雑なモーションについては、RockyをAnsys Motionと連動させることが可能です。 

Rocky独自の離散破損モデルは、粒子表面での衝突位置とそれに伴う内部応力を考慮した高忠実度モデルで、形状に依存した破損と亀裂の伝播を捉えたものです。

一般的なDEMコードでは、球体をつなげた組み合わせで粒子形状を近似していますが、Rockyでは四面体を用いているため、体積と質量を保ったまま任意の粒子形状を表現することが可能です。したがって、繊維、シェル、カスタム形状の粒子など、あらゆる形状およびアスペクト比の粒子の破損をシミュレーションできます。

SPH（Smoothed-Particle Hydrodynamics）は、流体-粒子シミュレーションにおいて流体をモデル化する手法です。このラグランジュメッシュフリー法は、固体含有量の高い自由表面流れの問題で粒子に与える流体の影響を考慮するのに役立ちます。

計算効率の高いGPUベースのソルバーを搭載したSPHが、Rocky UIに完全に組み込まれています。

注目のウェビナー

Webinar Series
Rocky DEM Webinar
Ansys Rockyのウェビナーシリーズ

このウェビナーシリーズでは、最も困難な粒子シミュレーションのいくつかを解決するためにRockyをどのように使用するのかを15分間のデモで解説します。 

詳細はこちら
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Ansys 2024 R2: Ansys Rocky What’s New

Join us for this webinar to discover all the new features in Ansys Rocky's 2024 R2 release, including Rocky-Mechanical coupling enhancements, transient point cloud support, and pre and post-processing with Ansys EnSight Integration and IISPH new interface.

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オンデマンドウェビナー

ブログ

Introduction to DEM
投稿者: Mara Carrion

離散要素法について

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平滑粒子ダイナミクスシミュレーション
投稿者: Mara Carrion

平滑粒子の流体力学とDEM: 固体-流体アプリケーションをシミュレーションする強力なソリューション

ブログを読む

ケーススタディ

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Bosch社、食品包装用の正確なモデルを作成

Robert Bosch Packaging Technology社では、Rocky DEMとoptiSLangを併用して、顆粒状食品の垂直充填をシミュレーションするための正確なモデルを獲得しました。

ケーススタディを見る

アクセシビリティに優れたAnsys

Ansysは、障がいを持つユーザーを含め、あらゆるユーザーが当社製品にアクセスできることがきわめて重要であると考えています。この信念のもと、US Access Board（第508条）、Web Content Accessibility Guidelines（WCAG）、およびVoluntary Product Accessibility Template（VPAT）の最新フォーマットに基づくアクセシビリティ要件に準拠するよう努めています。

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