CAEで困ること
構造解析におけるCAEの最適化は、考え方をシンプルにすることです。
CAEとはComputer Aided Engineeringの略です。ただ、日本語に直してもコンピュータ工学支援という、意味が広すぎてよく分かりません。
単純にいうと、コンピューター上で模擬した対象を解析・評価するソフトウェアあるいは作業する行為そのものを指しているようです。
CAEがどれだけ有用であるかは、その辺のWEB記事を読んでもらえばそれっぽいことが書かれているので、ここでは無視します。
近年では機械設計になくてはならないという話ですが、決してそんなことはありません。
ただ、複雑化や最適化、要素が多い場合は、使用せざる負えません。
複雑になりつつあるところを、どのように単純化しつつ適切な解を得るのかがポイントになります。
解析する対象を明確にして可能な限り、解析の中で評価対象とならない部分を簡易的なモデルにし、解析速度を上げるというものです。
いたずらにすべてのモデルを詳細に記載すると計算要素が増えてしまいます。
計算要素が増えると、計算時間も増えてしまいます。
解析担当としては、期限内に、どれだけ有用な解析結果を出せるのかというのはとても大事なのですが、それに必要なのは何回も解析を回すことなのです。
1つの解析と1回の解析時間は違うのです。
1回の解析で、思い通りの解析ができるとは思わないでいただきたい。
解析とはトライ＆エラーなのです。
主にトライ＆エラーを行う箇所はメッシュサイズ部分であることが多いのですが、どうでしょう。
ただ、最近は自動メッシュの精度と解析の精度が高くなったためか、トライ＆エラーも少なくて済んできています。
それでも解析専任者の方が早いのはなぜでしょうか。
理由は経験だけというわけでもありません。
センスと付随する知識も必要なんですね。
最近というわけではないのですが、3Dによる見た目で分かりやすい、コンター表現で解析結果が示されることが多いです。というか大半です。
いわゆるモデリングという作業を通して、メッシュを作成し、メッシュサイズにより解析の粒度を変えています。
ここであえて制度ではなく、粒度としているのは、メッシュサイズが細かければ精度が良いものではありません。
精度が高いと、ファイルが重くなり、解析結果が見にくくなるという物理的な理由もありますが、細かくし続けてもある程度のメッシュサイズで値が変わらなくなるのです。
恐ろしいほどのマシンパワーがあれば、適当に放り込んで解析結果を出すことも可能ですが、解析結果が細かければ、それを読み取るのも大変なのです。
まあスーパーコンピュータを使えばいいのですが、コンパクトサイズのワークステーションとか呼ばれる程度のハイスペック用端末で行うには、ある程度のサイズで止めておいた方が、扱いやすいのです。
ちなみにハイスペックといえど、計算機能がハイスペックであるだけで、解析結果も数ギガであったり、数十ギガのファイルが出力されます。
これを読み取るのも、保管するのも大変なんですね。
人工衛星でいうならば、人工衛星シミュレータよりもスペック的には低くてもいいですが、それなりのハイスペックな必要があります。
それ考えると、人工衛星シミュレータって一体って感じですね。
参考
CAEシリーズ：第12回 日本で開発されたCAEソフトウェア (その１) | HPCwire Japan
https://www.hpcwire.jp/archives/9935
http://jikosoft.com/index.html
設計者CAEのメリット（設計者CAEと専任者CAEの違い）｜コラム｜株式会社ファソテック
https://www.fasotec.co.jp/555/
他の人工衛星のサブシステムとの合体
人工衛星はサブシステムあるいはコンポーネントで、担当が違ったり、組織が違ったりします。
コンポーネントによっては、個別に解析を実施していることもあるでしょう。
人工衛星システムとしての解析の精度を上げるためには、個別の解析結果を取り込むことも必要です。
同じ組織内であったり、ある程度のお約束を結んでいればよかったりするのですが、ビジネスを考えると、必ずしもすべて取り込むことが難しかったりします。
CAEのモデルの一つに、縮退モデルというものがあります。
形状を限りなくそぎ落とし、必要な分あるいは必要な解析しかできないようなモデルのことです。
この縮退モデルはかなりの曲者です。
そもそも解析ソフトが違うため、解析結果のコンバージョンをすることでさえ困難な時があるのに、縮退モデルを使われるのです。
過去に3つ組織から3つの別々の縮退モデルを現行モデルに取り込んだことがあるのですが、とても大変でした。
今では、もう使わない知識ですが、ある程度の縮退モデルに対する対抗策の手順をつかむことができましたが、それでも月単位の確認が必要です。
さらに言うなら縮退モデルを作成する場合は、通常の有償ソフトではなく追加オプションが必要になったりするので、こちらが作るのも困難でした。
縮退モデルも検索で調べても、作成したモデルを縮退モデルにする方法は記載されても、通常のモデリングと縮退モデルを混合した解析手法はほとんど出てきません。
当時の解析ソフトのサポートの方も、すぐには解析結果がでなかったり、そもそも情報を出さないためなので、サポートに出すのもどうなのか、こうなのかとかなり揉めた記憶があります。
おかげで、独学で縮退モデルと現行モデルの合わせ方を確認する手法の概要を手に入れる羽目になったのだから、、、あまりうれしくないですね。
こういう場合は、子会社か、解析専門業者に頼むのが早いです。
熱解析が書けなかったから、また次の機会に。
