形状最適化ソフトCAESESの詳細情報ページ

商品の詳細ページ：形状最適化ソフトCAESES

商品名：CAESES
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CAESESの詳細情報

形状最適化ソフトCAESESとは

CAESES(ケーシス)は、ドイツのFriendship社が開発した形状最適化問題に特化した最適化ソフトウエアです。自動車、ターボ機械、船舶、ポンプ、エンジン燃焼室をはじめとする、様々な形状最適化に用いることができ、 TCFD、ANSYS、Fluent、STAR-CCM、OpenFOAMなど多くの有名な流体解析ソフトとの連携も可能です。

CAESESと他の最適化ソフトとの大きな違いは、CAESESは内部に形状作成機能(CAD機能)を持っていることです。このため、ソルバーと連携させるだけで簡単に形状最適化問題に取り組むことができます。これまでの最適化ソフトウエアはCADとソルバーと最適化ソフトの３者をカップリングさせる必要があったため、ソフトエア同士の連携が非常に困難でしたが、CAESESは形状作成機能が内蔵されているためそのような心配はありません。

また、これまでのSTLベースの形状最適化手法では形状がカクカクして、設計に生かせる綺麗な曲面が得られないという問題もありました。CAESESはスプライン曲線をベースとして内部で形状設計が可能なため、滑らかで美しい最適化形状を得ることが可能です。

CAESESの機能・特長

CADパラメトリックモデリングおよび前処理モジュール

・フルパラメトリックモデルを１から作成することができ、また既存モデルに基づいた部分的変形制御も可能です。
・特殊なターボ機械モデリングモジュールにより、軸流、遠心インペラ、ボリュートモデルなどを迅速かつ簡単に構築可能です。また、独自のサーフェスモデリング技術により、比較的少ないパラメーターで複雑なサーフェスを構築し、柔軟な変形が可能です。
・内部反復アルゴリズムにより、面積や体積などパラメーターによって、複雑形状の制御が可能です。

CAESESと他ソフトとの連携

・モデル変形時、トポロジーの正確な制御が可能なため、数値解析ソフトとの連携時のデータ受け渡しの精確さが保証されます。
・メッシャーとソルバおよびその他の解析ツールを迅速に連携させ、自動シミュレーションプロセスを実現できます。
・数値解析の境界条件を設計変数にすることで、数値解析結果を最適化対象とすることが可能です。
・TCFD、ANSYS、Fluent、STAR-CCM、OpenFOAMなどの有名な流体解析ソフトとの連携が可能です。

CAESESの最適化アルゴリズム

・Tsearch、NSGA-II、MOSA等、多くの単一および多目的最適化アルゴリズムを網羅しています。また、オープンソース最適化アルゴリズムDakotaと統合し、モデル変形を制御して数値解析を実施することで、最適設計にたどり着くことが保証されます。
・生成されたモデルのバリエーションが実際の要件を満すため、等式と不等式の拘束条件を設定可能です。

CAESESのデータ解析・ポスト処理モジュール

・数値計算の結果を読み込み、異なるモデルの流れ場、圧力分布などについて検討可能です。
・データリストを作成し、目的関数に対する各変数の感度・影響解析を行い、影響トレンドグラフやスパイダーグラフなどのレポートを自動生成することができます。

導入実績

CAESESは、TOYOTAを始め世界的な大企業で導入されています。

対応OS

64bit Windows 7/10および 64bit Cent OS 6 Linux

CAESESの解析例（開発元の英文サイト）

CAESESを使用したタービンブレードの設計

ガスタービンは、軸仕事を生成するために使用することができる一種の内燃機関であり、発電機を駆動するためのものです。最近、SIEMENS社のプロジェクトの1つで、エンドウォール輪郭加工を含む固定ガスタービンのブレード設計の最適化のための、使いやすい効率的なワークフローが開発されました。
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CAESESを使用したディーゼルピストンボウルの最適化

今日の自動車メーカーは、必然的に高性能基準を維持しながら燃料消費の削減に専念する必要があります。この点で、ターボ過給式の直接噴射ディーゼルエンジンは魅力的な解決策です。これらのエンジンを開発する上での課題は、前述の燃料消費量削減と高性能基準の削減に加えて、生の排出量の削減です。これはVWのケーススタディです。
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CAESESを使用したスカラップを含むタービンブレードの最適化

研究プロジェクトGAMMAでは、顧客MTUと大学ダルムシュタット（GLR）とともに、ターボチャージャタービンホイール用の堅牢で可変的なジオメトリを開発しました。ブレードの形状が可変であることに加えて、いわゆるスカラップも考慮されます。フローと構造領域は、ホイールの包括的かつ自動化された最適化のためのパラメトリックモデルから導出されます。
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CAESESを使用した潮流タービンの設計

Sirehna のフランス海洋技術専門家が、世界で初めての大規模な潮汐エネルギーファームの潮流タービンを設計し、設計の最適化のためにCAESESを使用しました。 CAESESのUpfront CADを使用してタービンは設計されました。このジオメトリモデルにより、シミュレーションのために使用できる設計バリエーションの自動生成が可能になりました。
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CAESESとOpenFOAMを使ったプロペラ設計

フレンドシップシステム社は、2014年10月に開催されたワークショップのために、 CAESESをOpenFOAMにリンクするための例を準備しました。この要約はチュートリアルとしても入手できます。ブレードは、「一般的なブレード」タイプのCAESESを使用して生成されます。これにより、カスタムプロファイルの記述、および各プロファイルパラメータの放射状分布を定義することができます。
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CAESESを使用したエアロエンジン用軸流コンプレッサーの最適化

軸流コンプレッサーのブレードの最適化のために、ロールスロイス・ドイチュラント（RRD）との共同作業で、 2つの異なる最適化基準が選択され、比較されました。この調査の結果から、両方の手法とも非常に似通った結果が得られたが、パラメトリック3Dブレードモデルと異なる最適化手法を組み合わせることで、非常に高速な時間枠内でこれらの結果を達成することができました。
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CAESESを使用した軸流ファンの最適化

CFD Support社とFRIENDSHIP SYSTEMS社は、効率的で自動化された設計ワークフローに共同で取り組み、軸流ファンのロータブレードを最適化しました。この作業の動機付けと出発点は、ファン設計者やファンメーカーが、さらに最適化して改善したい軸流ファンのベースライン設計をしばしばしているという事実でした。
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