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Ansys LS-DYNA
マルチフィジックスソルバー

Ansys LS-DYNAは、落下試験、衝撃および貫通、破壊、衝突、乗員の安全などのアプリケーションに使用される業界をリードする陽解法シミュレーションソフトウェアです。

短期間の過大な荷重に対する材料の応答をシミュレーション

Ansys LS-DYNAは、世界で最も使用されている陽解法シミュレーションプログラムであり、短期間の過酷な荷重に対する材料の応答をシミュレーションすることができます。多くの要素、接触定式化、材料モデル、その他のコントロール機能を使用して、問題のあらゆる細部を管理し、複雑なモデルをシミュレーションできます。Ansys LS-DYNAアプリケーションには次のものがあります。 

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    爆発/貫通
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    バードストライク
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    衝突安全性/エアバッグシミュレーション
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    粉砕
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    しぶき/ハイドロプレーニング/スロッシング
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    非圧縮性流体および圧縮性流体
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    スタンピング/フォーミング/ドローイング/鍛造
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    バイオメディカルおよび医療機器シミュレーション
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    すべてのフォームの落下試験
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    衝撃
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    製品の誤用/重度の荷重
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    製品の障害/フラグメンテーション
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    メカニズムの大きな可塑性
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    スポーツ用品設計
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    機械加工、切断、ドローイングなどの製造プロセス
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    車両のクラッシュと乗員の安全

主な機能

LS-DYNAは、非常に高速で効率的な並列化による多様な解析を提供します

  • 衝突解析
  • フォーミングソリューション
  • オイラー、ラグランジュ、およびALEの定式化
  • 非線形陰解法構造解析
  • 衝突シミュレーションと解析
  • 電磁界解析
  • Smoothed-Particle Hydrodynamics(SPH)
  • 非線形陽解法構造解析
  • 故障解析
  • 流体-構造連成解析
  • 非圧縮性流体力学
  • Total Human Model for Safety(THUMS™)

January 2023

What's New

dyna-isph.png
Incompressible Smooth Particle Hydrodynamics (IPSH)

ISPH innovations include a new utility tool to process SpaceClaim data, better visualization, the ability to record the time history of FSI forces, removal of volume-constrained resources (i.e., Gearbox analysis), heat transfer coefficient calculation for import to Mechanical and Fluent and SPH box fragmentation.

structures rendering
Battery Safety Workflow

Predict the combined structural, electrical, electrochemical, and thermal responses (EET) of automotive batteries following abuse with a new comprehensive battery safety workflow.

dyna hpc
HPC and Performance Enhancements

Accelerate simulations with improved multithreading for acoustics (up to 2x faster vs. R13) to new variational BEM with low-rank matrix assembly and new ONE MPI packaging for easy migration from Platform MPI to Intel or Open MPI.

ls dyna antenna angle
Multi-case Modeling in Workbench

Perform drop and impact analysis for multiple cases using a single model setup, allowing for quicker results for users to review and compare with significant improvements to meshing quality.

solder.gif
New Capabilities for High-Tech Electronics

New capabilities include solder reflow simulation, multiscale modeling, and Sherlock to LS-DYNA workflow.

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Multiscale Co-simulation

Patent-pending technology offers LS-DYNA users to include mesoscale effects from joints with macro-scale structures to analyze the global structural response and simultaneously capture failure responses accurately at the mesoscale.


突然の衝撃:MMAヘッドショットのシミュレーション

シミュレーションを使用して、医師は脳内ひずみの大きさと位置を把握できるようになり、脳震盪の治療を改善することができます。

LS-DYNAテックトレンド
LS-DYNAシミュレーションベースのワークフローを適用することで、臨床医は選手の加速度レベルを取得し、それを脳のさまざまな部分のひずみレベルに変換することができます。

頭部への衝撃による損傷をどのように測定するかについて、臨床医がはっきりとわかるわけではありません。MRI(磁気共鳴画像)、CT(コンピュータ断層撮影)スキャン、血液検査によって診断された脳震盪では、決定的な結果が得られないことも多くあります。

Michael Power博士は、接触を伴うスポーツで生じることが多い頭部外傷の治療を専門とし、アイルランドのダブリンにあるボーモント病院で臨床ケアの指導的役割を果たしています。数年前、博士はアイルランドにおけるAnsysのチャネルパートナーであるCADFEM Irelandと連携し、工学シミュレーションと専門的な臨床知識を組み合わせて、脳震盪のメカニズムを研究しました。彼らは、シミュレーションソフトウェアが脳震盪の原因の特定、脳震盪の発生数の低減、および脳震盪の治療改善に役立つかどうか判断しようとしました。

LS-DYNAの機能

大変形問題をシミュレーションする多くの機能 

エンジニアは、材料破壊を含むシミュレーションに取り組み、部品またはシステムを介して破壊がどのように進行するかを確認できます。相互に作用する部品や表面が大量に存在するモデルも簡単に処理でき、複雑な挙動間の相互作用や荷重が正確にモデル化されます。CPUコアの数が多いコンピュータを使用すると、ソリューション時間を大幅に短縮できます。

 

主な機能

LS-DYNA要素、接触定式化、材料モデル、その他のコントロール機能を使用して、問題のあらゆる細部を管理し、複雑なモデルをシミュレーションできます。

  • 陰解法ソルバーと陽解法ソルバー
  • 周波数領域解析
  • 非圧縮性流体向けICFD
  • 電磁界ソルバー
  • マルチフィジックスソルバー
  • 粒子法
  • 接触 — 線形および非線形
  • アダプティブリメッシュ
  • メッシュフリー — SPHおよびALE
  • 高度なCAE
  • サポートツール

異なる実行に対して、陰解法ソルバーと陽解法ソルバーを簡単に切り替えることができます。 

周波数領域解析により、LS-Dynaユーザーは、周波数応答関数、定常ダイナミクス、ランダム振動、応答スペクトル解析、音響BEMおよびFEM、疲労SSDおよびランダム振動などの機能を探索できます。これらの機能は、NVH、音響解析、防衛産業、疲労解析、地震工学などのアプリケーションに使用できます。

ICFDソルバーは、定常ソルバー、非定常ソルバー、RANS/LES の乱流モデル、自由表面流および等方性/異方性多孔質媒体流れを含むスタンドアロンCFD コードです。構造、EMソルバー、熱ソルバーと結合します。

EMは、渦電流近似でFEMとBEMを使用してMaxwell方程式を解きます。これは、空気(または真空)中の電磁波の伝播を瞬時と見なすことができる場合に適しています。主な用途は、磁気金属の成形や溶接、誘導加熱、およびバッテリー誤用シミュレーションです。

マルチフィジックスソルバーには、非圧縮性流体向けICFD、電磁界ソルバー、バッテリー誤用向けEM、圧縮性流体向けCESEなどがあります。

LS-Dynaを使用する粒子法はいくつかあります。AIRBAG_PARTICLEはエアバッグのガス粒子に使用され、ランダム運動の剛体粒子のセットとしてガスをモデル化します。PARTICLE_BLASTは爆発性の高い粒子に使用され、爆発性の高いガスと空気モデルの粒子ガスをモデル化します。離散要素法には、農業や食品の取り扱い、化学および土木工学、鉱業、鉱物処理などのアプリケーションが含まれます。

LS-DYNAでは、接触は(パーツ、パーツセット、セグメントセット、節点セットにより)マスターセグメントへのスレーブ節点の潜在的な食い込みをチェックする場所を識別することによって定義されます。さまざまなアルゴリズムを使用して、食い込みの検索が毎回行われます。ペナルティーベースの接触の場合、食い込みが見つかると、食い込みの深さに比例する力が抵抗するために適用され、最終的には食い込みが排除されます。剛体はペナルティーベースの接触に含めることができますが、その接触力を現実的に分散させるために、任意の剛体を定義するメッシュを変形可能なボディと同じくらい細かくすることをお勧めします。

乱流渦や境界層分離の再接続など、メッシュに敏感な現象をより適切に捉えるために、ボリュームメッシュを局所的に微調整するためのツールがいくつか用意されています。ジオメトリの設定中に、ユーザーは、ボリューム内のローカルメッシュサイズを指定するためにメッシャーで使用される表面を定義できます。サイズの指定に内部メッシュが使用されていない場合、メッシャーは表面のサイズの線形補間を使用してボリュームエンクロージャを定義します。

Ansys LS-DYNA®のSPH法は、有限要素法および離散要素法と組み合わせて、爆発または流体-構造連成のマルチフィジックス相互作用を含むさまざまな複雑な問題にアプリケーションの範囲を広げます。

Ansys LS-DYNAには、連続体ベースのSmooth Particle Hydrodynamics(SPH)と離散要素法(DEM)、粒子ブラスト法(PBM)、および角柱法(CPM)を使用する離散粒子ソルバーの2つの異なるクラスのメッシュフリー粒子ソルバーがあります。これらのソルバーは、超高速衝撃、爆発、摩擦攪拌溶接、水路走行、車のフロントガラス/窓ガラス/複合材料の破壊解析、金属摩擦掘削、金属加工、コンクリートおよび金属ターゲットへの高速衝撃など、さまざまなアプリケーションで使用されます。

PeridynamicsおよびSPG

Smoothed Particle Galerkin(SPG)法は延性材料破壊時に起こる深刻な塑性変形や材料破裂をシミュレーションするための新しいラグランジュ粒子法です。Peridynamics法は、等方性材料やCFRPなどの特定の複合材料の脆性破壊解析のためのもう1つの有力な方法です。これら2つの数値解析手法は、ボンドベースの破壊メカニズムを使用して3次元材料の破壊をモデル化する際に共通の特徴を持っています。材料浸食技術が不要になるため、材料破壊プロセスのシミュレーションは非常に効果的で安定したものになります。

アイソジオメトリック解析(IGA)

アイソジオメトリックパラダイムは、数値解析のためにコンピュータ支援設計(CAD)の基底関数を使用しています。CADパーツの実際のジオメトリが保持され、ジオメトリが高次の多項式で近似される有限要素法解析(FEA)とは対照的です。アイソジオメトリック解析(IGA)は、(1)設計と解析の表現の間を移動する手間を軽減し、(2)CADで使用されるスプライン基底関数の要素間連続性を高次にすることで、高次の精度を得るために、ここ数年広く研究されてきました。LS-DYNAはIGAをサポートした最初の商用コードであり、一般化された要素の実装と、非一様有理Bスプライン(NURBS)をサポートするキーワードの実装です。接触、スポット溶接モデル、異方性構成法、周波数領域解析などの標準的なFEA機能の多くはLS-DYNAですぐに利用でき、着実に新しい機能が追加されています。

LS-OPT

Ansys LS-OPTは、Ansys LS-DYNAへのインターフェースを備えたスタンドアロンの設計最適化および確率解析パッケージです。設計目標が競合することが多いため、最適な設計を実現することは困難です。LS-OPTでは、設計最適化のための逆プロセスを含む系統的なアプローチを使用します。最初に基準を指定し、次に数学的フレームワークに従って最適な設計を計算します。

確率解析は、設計が構造的および環境的な入力の変動を受け、その結果、好ましくない動作や故障につながる可能性のある応答の変動が発生する場合に必要になります。複数のシミュレーションを用いた確率解析では、入力変動が応答変動に与える影響を評価し、故障の確率を決定します。

設計最適化と確率解析を組み合わせることで、最適な製品設計を迅速かつ容易に実現し、プロセスにおける時間とコストを節約できます。

LS-OPTの代表的な用途としては、次のようなものが含まれます。

  • 設計の最適化
  • システム識別
  • 確率解析

LS-TaSC

LS-TaSC™はトポロジーおよび形状計算ツールです。LS-TaSCは、構造を最適化する必要がある工学アナリスト向けに開発されたもので、LS-DYNAの陰解法ソルバーと陽解法ソルバーの両方に対応しています。LS-TaSCは、動的荷重と接触条件を含む大きな非線形問題のトポロジー最適化を処理します。

ダミー

「クラッシュテストダミー」として知られる人体測定試験装置(ATD)は、力、モーメント、変位、および加速度を測定するセンサーを備えた実物大のマネキンです。これらの測定値を解釈することで、衝撃時に人体が受ける損傷の程度を予測できます。理想的には、ATDは実際の人間のように振る舞うと同時に、複数の衝撃に渡って一貫した結果をもたらすのに十分な耐久性を備えている必要があります。多様なATDがあり、さまざまな人体のサイズと形状を表すことができます。

バリア

LSTCは、さまざまなOffset Deformable Barrier(ODB)およびMovable Deformable Barrier(MDB)モデルを提供しています。LSTCのODBおよびMDBモデルは、顧客によって提供されたいくつかのテストに対応するために開発されています。これらのテストは専有データであり、現時点では一般に公開されていません。

タイヤ

LSTは、FCAと共同でタイヤモデルを開発しました。これらのモデルは、LST、モデルのダウンロードセクションからダウンロードできます。モデルは、一連の材料、検証、およびコンポーネントレベルのテストに基づいています。有限要素メッシュは、タイヤセクションの2次元CADデータに基づいています。タイヤのすべての主要コンポーネントは、8ノードの六面体要素を使用しています。エラストマーは*MAT_SIMPLIFIED_-RUBBERを使用してモデル化され、プライは*MAT_-ORTHOTROPIC_- ELASTICを使用してモデル化されます。

LS-DYNAリソース

注目のウェビナー

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Ansys LS-DYNAでのバッテリークラッシュシミュレーション

このウェビナーでは、通常の動作条件や酷使される条件でのバッテリーの挙動を理解し、Ansys LS-DYNAを用いてバッテリー設計を最適化することができます。 

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Ansys LS-Dynaの概要

2019年11月、Ansysは陽解法有限要素コードLS-DYNAの開発元であるLSTCを買収しました。Ansys LS-DYNAは、最も使用されている陽解法シミュレーションプログラムであり、短期間の過酷な荷重に対する材料の応答をシミュレーションすることができます。

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Ansys LS-DYNAを使用した列車からの振動の予測

このウェビナーでは、Ansys LS-DYNAを使用して、車輪とレールの粗さモデリングに基づいて列車によって引き起こされる振動を予測します。 

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Ansys LS-DYNAとAnsys optiSLangを使用した学際的な設計の最適化

Ansys LS-DYNAとAnsys optiSLangを併用することで、強力なソルバーを連携し、高度な最適化と感度調査のためにデータをマッピングして共有できるようにすることにより、自動化要求の増大にどのように対応するかをご覧ください。

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Ansys LS-DYNAを使用した衝撃および落下シミュレーション

衝撃試験と落下試験を効率的にモデル化するためのLS-DYNA独自の機能について説明します。

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電気自動車またはハイブリッド車の衝突シミュレーションでのバッテリーの取り込み

このウェビナーでは、BatMacモデルについてテストの設定とモデル開発とともに紹介します。さらに、バッテリー安全モデルの機能、制限、および将来の改善についても説明します。



Ansysができること

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