学生活動支援プログラム

軽いクルマを作ることは、材料コストを抑え、燃費効率を向上させるだけでなく、CO2 排出量の削減にもつながるため、自動車業界が熱心に取り組む課題です。一方で、乗員、乗客の安全を守ることは最優先事項であり、剛性を犠牲にすることはできません。

剛性を確保しながら軽いクルマを作るうえで欠かせないのが、構造シミュレーションと最適化技術です。最適化を取り入れることで、知識、経験、直感だけでは適わない、画期的な軽量化が可能になります。さらに、最適化テクノロジーを設計プロセスの初期段階で利用すれば、最適化結果を基に設計の方向性を決めることができ、性能目標を満たしながら効率的に開発を進めることができます。

代表的な構造解析ツール

• Altair Inspire - 入門者でも直感的に使いこなせる構造解析・最適化ツール
• Altair OptiStruct - さらに高度な構造解析・最適化が可能な高機能ツール
• Altair® SimSolid™ - 大規模モデルも高速で解析可能なメッシュ不要のツール

車両走行におけるエネルギー損失の大部分を占めるのが空力損失です。故に、ソーラーカーやエコランのような原動力の小さな車両開発において、空力性能を高めることは重要課題です。
外部空力シミュレーションを活用して空力性能を高めることは、エネルギー消費量を削減するだけでなく、運転安定性を向上し、ドライバーの安全性を高めることにもつながります。

代表的な流体解析ソフトウェア

• Altair CFD - 流れ、伝熱、乱流、非ニュートン流体シミュレーション

データ分析は、レース結果の分析だけでなく、戦況の把握、異常の検知、トラブル回避、開発工程の効率化など様々な場面で使われます。

代表的なソフトウェア

• Altair® AI Studio™（アルテア エーアイスタジオ） - データ主導の意思決定。あちこちのソースからの大量の競技データを効果的に管理し、強豪チームの分析、異常の検出、試合中の問題を回避するための予知保全を支援します。

• Altair® Monarch®（アルテア モナーク）- 多様なデータソースをコーディングなしで分析準備の整ったフォーマットに効率的に変換するセルフサービス型のデータ準備ソリューションで、PDFのような非構造化データをアクション表やカラムに変換することが得意です。

熱解析

小型で大容量のEVバッテリーパックの設計には、複雑な課題が伴います。これらの課題を解決する鍵は、バッテリーシステム全体に対処する効率的なバッテリー温度と負荷管理です。

• 実運転時におけるバッテリーの冷却＆熱暴走 予測ソリューション - Altair SimLab
• インバーターの熱解析と設計–Myway社インバーターでの検証 - SimLab、PSIM

アルテアのツールを使ってできること：

• ヤング率、熱伝導率など、複合材料の材料特性を算出 - Altair® Multiscale Designer®
• 繊維配向テンソルを取得 - Altair Inspire Mold
• 複合材最適化機能で適切なプライを自動的に求める - Altair OptiStruct
• 簡単に積層材の評価 - Altair ESAComp

「Altair OptiStructの複合材料最適化により、艇のすべての主要構造物についてプライ単位の寸法調整を自動的に処理し、他に類を見ないほどの緻密な設計を完成させることができました」- アメリカズカップ出場のセーリングチームLuna Rossa Prada Pirelli

静的な問題から低 / 高周波の問題までの広範な電磁界問題を解くために、自動車や飛行機をはじめとする数多くの産業で使われています。複数の周波数領域 / 時間領域ソルバーをハイブリッド化して広範なEM問題を効率的に解析することも、静磁界、定常磁界、変動磁界の状態を模擬することも可能です。

モーター設計・制御

• Flux（フラックス） - 電気回路やキネマティックカップリングなどのマルチパラメトリック解析機能があり、電気モーター、アクチュエーター 、トランスとインダクタンス 、熱処理、センサー、ケーブルとバスバー、電磁両立性（EMC）のような幅広いシステムの解析、設計、最適化が可能
• FluxMotor （フラックスモーター）- 電気モーターの基本機能設計ソフトウェア。様々な形状テンプレートに、巻き線、材料などを設定してモーターモデルを作成し、解析、ポスト処理、結果の比較を行います。

無線・アンテナ

• Feko（フェコ） - アンテナの設計、配置とカップリング、仮想走行試験と飛行試験、無線周波数干渉、レーダー・無線のカバレッジとプランニング、スペクトラム管理

運動によって励起される実際の荷重と環境の影響を考慮することにより、製品が製造時や動作時に確実に稼働すること、耐久性の要件を満たすこと、過度に振動しないことや疲労によって破損しないことを確認できます。

代表的な機構解析ソフトウェア

• Inspire （インスパイア）- 入門者でも直感的に操作できるInspireにMotionSolveエンジンが搭載されています
• MotionSolve （モーションソルブ）- 自動車や飛行機メーカーでも使われる、高度な機構解析・最適化ツール

制御シミュレーションを行うことにより、ユーザの考えた制御アルゴリズムが正しく動作することをシミュレーション上で評価します。
また、制御を含めたシステム全体を1Dでモデル化することで、システム全体の性能を開発の初期段階で検討し、手戻りを削減します。

代表的なソフトウェア

• Altair® Twin Activate™（アルテア ツイン アクティベート）

  3次元CADを使用せずに、異なるサブシステム（電気的、機械的など）間の相互作用など、マクロレベルのロボットや機器の動作を理解できます。モデルベース開発とも呼ばれます。

• Altair® Compose®（アルテア コンポーズ）

  方程式に基づくモデリングと計算。特性のモデル化に使用できる方程式に基づいて、消費電力などのパフォーマンス特性をすばやく計算できます。