数値解析サービスとは
数値解析サービスとは、シミュレーション技術を用いて物理現象を解析し、最適な設計や評価を支援するサービスです。
試作や実験を行う前に、材料や構造、流体、熱、電磁場の挙動を仮想環境で再現し、問題点を特定できます。これにより、開発期間の短縮やコスト削減が可能です。
数値解析では、有限要素法 (FEM: Finite Element Method) や計算流体力学 (CFD: Computational Fluid Dynamics) などが用いられます。これらの手法を活用することで、製品や装置の設計最適化、構造強度評価、熱流体解析、振動解析などを実施できます。
数値解析サービスの使用用途
数値解析サービスは、さまざまな分野で活用されています。特に、構造設計、流体解析、熱解析、電磁場解析、製造工程の最適化について解説します。
1. 構造設計
製品や設備の強度や耐久性を評価するために利用されます。橋梁や建築構造の耐荷重解析に加え、自動車や航空機の衝突シミュレーションにも活用されます。建築分野では耐震設計や風荷重解析が行われ、製造業では部品の疲労強度や溶接部の応力分布を分析し、安全性の向上を図ることが可能です。
2. 流体解析
気体や液体の流れを可視化し、圧力損失や流速の変化を評価します。ポンプやタービン、ダクト設計の最適化だけでなく、車両の空気抵抗低減や冷却装置の効率向上にも貢献します。また、化学プラントでは反応器内部の流体挙動を解析し、化学反応の効率化や安全性向上にも役立てられます。
3. 熱解析
気体や液体の流れを可視化し、圧力損失や流速の変化を評価できます。ポンプやタービン、ダクト設計の最適化だけでなく、車両の空気抵抗を低減し、冷却装置の効率を向上させることが可能です。さらに、化学プラントでは反応器内部の流体挙動を解析し、化学反応の効率化や安全性向上にも役立ちます。
4. 電磁場解析
電磁波や磁場の影響を解析し、電子機器やモーターの設計に活用されます。電磁ノイズの抑制やアンテナ設計にも役立ちます。高周波電磁場解析の需要が増加しており、電気自動車のモーター設計では磁気回路の最適化が重要です。
5. 製造工程の最適化
鋳造、鍛造、塑性加工などの工程では、変形や残留応力を解析し、製造プロセスの改善に活用されます。金属加工業では、プレス成形時の応力解析によって割れや変形を防ぐ対策を講じることが可能です。また、3Dプリンティングでは積層造形プロセスの熱変形や内部応力を解析し、精度向上や材料使用量の最適化につながります。
参考文献
https://www.mri-ra.co.jp/analysis/
https://www.nstec.nipponsteel.com/technology/numerical-analysis/