徳永仁史>粒子法(SPH法)による鋳造シミュレーション

産総研
last updated 2023.9.27
 粒子法を用いた高速な流動・凝固シミュレーションについて研究開発を行っております.特に,鋳造プロセスの解析手法,方案設計への適用について研究を進めております.

手法の説明はこちら.


解析例 1

粒子法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH法)を用いた3次元の鋳造湯流れシミュレーション(熱流動解析)の様子です.グラフィックスプロセシングユニット(GPU)を用いて計算の高速化を行っています.本動画は実際の計算時間を示しています(計算しながら結果をリアルタイムに表示し動画として記録したものです).段付きブッシュ4個取り方案.流動および熱伝導・熱伝達まで計算しています.粒子数14万(流体約7万,湯道・キャビティ約7万)

解析例 2

粒子法によるシミュレーションを実行しながら等値面および断面を計算した結果です.等値面計算と断面計算についてもGPUを用いて行っております.本動画は実際の計算時間を示しています.等値面の描画はマーチングキューブ法を用いております.

解析例 3

ダイカストランナー(T字型)での湯流れの様子をSPH法を用いてシミュレーション(熱流動解析)した結果の動画です.3次元の解析結果をランナー正面から表示しています.本動画は実際の計算時間を示しています(計算しながら結果をリアルタイムに表示し動画として記録したものです).

解析例 4

ダイカストランナー(V字型)での湯流れの様子をSPH法を用いてシミュレーション(熱流動解析)した結果の動画です.3次元の解析結果をランナー正面から表示しています.本動画は実際の計算時間を示しています(計算しながら結果をリアルタイムに表示し動画として記録したものです).

解析例 5

3次元の熱流動シミュレーションを実行しながらリアルタイムに対話的に流路形状を変形する手法を実装したものです.変形には自由形状変形(Free-Form Deformation,FFD)を用いています.本動画は,ダイカストのランナー設計において,溶湯のゲートからの射出挙動の変化を見ながらランナー形状を変形する例を示しています.制御格子を設定し,それを変形することにより形状を変形させます.3次元の射出挙動をゲート側正面から表示しています.解析手法はSPH法です.本動画は実際の計算時間を示しています(計算しながら結果をリアルタイムに表示し動画として記録したものです).流動および熱伝導・熱伝達まで計算しています.粒子数84万(流体約9万,湯道・キャビティ約75万)

解析例 6

ダイカストのランナー設計の異なる変形の例です.制御格子の設定の仕方により様々な変形が可能です.後半ではダイレクトに流れの淀んだ部分の形状を変更する例を示しています.