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FLOW-3D CAST v5.1(64ビット)英語版

【2025,2月】 FLOW-3D CAST は汎用3次元熱流体解析ソフトウェアFLOW-3Dを解析ソルバに用い、煩雑になりやすい解析条件の設定を容易にする優れたユーザーインターフェイスを備える鋳造解析専用ソフトウェアです。
製品 FLOW-3D CAST バージョン 5.1 (64ビット)
言語 英語版 分類 解析ソフト
対応OS:WINDOWS 11 (64ビット),WINDOWS 7 (64ビット),WINDOWS 8.1(64ビット),WINDOWS 10(64ビット)
FLOW-3D が備える豊富な物理モデルにより凝固収縮巣、湯回り不良、空気巻き込み量などの鋳造欠陥をはじめ鋳型温度分布、鋳型溶損、熱応力変形などを予測することが出来ます。中子の造型シミュレーションや中子ガス欠陥の予測も可能です。また、溶湯や鋳型の材料データベースを標準で備えています。

FLOW-3D CAST 解析ソルバであるFLOW-3D は自由表面を持つ流体流動を精度良く扱うことに優れており、インクジェット、コーティング、タンクスロッシング、水理・環境工学など幅広い分野でワールドワイドに使用されています。

湯流れシミュレーションのように流動する流体表面の形状を追跡する手法としてVOF法(Volume of Fluid)[1]が良く用いられます。湯流れパターンの予測精度はVOF法の信頼性に大きく依存し、高圧ダイカストのように高速で乱れが大きく複雑な湯面形状を伴う場合には特に重要となります。

FLOW-3D CASTFLOW-3D CAST はメッシュと物体形状とを独立に変更可能なフリーグリッディングをベースとした直交メッシュ法を採用しております。

一般的に直交メッシュは作成が簡単な反面、物体表面は階段状となり湯流れ・凝固シミュレーションの精度を大きく悪化させます。

FLOW-3D CASTFLOW-3D CASTではAfとVfを反映させた支配方程式を用いることで、複雑な物体形状を考慮した高精度な解析を可能にしております。

FAVORTM法の利点はメッシュ生成が容易なことだけではありません。例えばダイカストにおけるプランジャーや溶湯を注ぐラドルのような移動物体を表現する手法としても優れています。物体の移動に合わせて各セルが持つAf、Vfの値を時間変化させることで容易に対応することが出来ます。

FLOW-3D CAST FAVORTM法はFractional Area/Volume Obstacle Representationの略称であり、開口面積率Afと開口体積率Vfと呼ばれる関数を導入し、複雑な物体形状を忠

物体表面を含む計算セルは物体によりその体積及び側面の一部が閉じられています。Afはセル側面がどれだけ開口しているかの割合、Vfはセル体積がどれだけ開口しているかの割合を示し0から1の値を持ちます。例えば物体に完全に含まれるセルではVf=0、Af=0となります。

FLOW-3D CASTFLOW-3D CASTでは各セルにおける物体の位置関係を認識し、その情報を支配方程式に反映させるFAVORTM法 法と呼ばれる独自の手法を用いております。

これによりダイカスト製品のように薄肉で複雑な形状に対しても解析の精度を損なうことなく比較的少ないセル数のメッシュを容易に作成することが可能です。

FLOW-3D CASTこれを防ぐため FLOW-3D CAST ではFAVORTM法と呼ばれる独自の物体形状表現手法を採用しています。

直交メッシュはそのままでは物体表面が階段状になり計算精度を悪化させます。

FLOW-3D CAST高圧ダイカストにおけるショートショットの比較事例です。

FAVORTM法とTruVOF法をベースとする FLOW-3D CASTの湯流れシミュレーション結果は実機の流動パターンを良好に再現しています。

FLOW-3D CAST複雑形状の一体成型という利点と鋳造技術の高度化に伴い、大型な薄肉鋳物に対する鋳造シミュレーションのニーズも高まっています。

しかし、直交メッシュは座標方向ごとにメッシュ間隔を制御するため、解析領域の一部のメッシュのみを細かくすることが出来ず、薄肉部分にセルサイズを合わせると鋳型を含めた合計セル数が非常に大きくなり計算時間、必要メモリ、結果データ容量も増大します。

FLOW-3D CAST キャビティ適合メッシュのコンセプトは鋳型には粗いメッシュ、キャビティ内には細かいメッシュを用いることです。Fig.4はその概要図と薄肉のプレート状鋳物に適用した例を示しています。

細かいメッシュと粗いメッシュは独立しており、メッシュの粗密やセルサイズは個々に与えることが出来ます。細かいメッシュは粗いメッシュと鋳型内でオーバーラップし、データ交換はその境界で行われます。交換されるデータは伝熱に関するものとなり、セルサイズ比を1:3など比較的大きく設定しても解析精度への影響は大きくありません。ユーザーはメッシュ間のオーバーラップ距離を指定することも出来ます。

FLOW-3D CASTLOW-3D CASTは共有メモリ型の並列計算(SMP)にも対応しております。

複数のCPUを同時に使用することにより、大規模シミュレーションを高速に行えます。

FLOW-3D CASTは高速化率(1CPUによる計算時間/複数CPUによる計算時間)を示しております。

CPU数に対し良好な倍率が得られています。