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SINDA/FLUINTは、NASAで開発が始まり、C&R TECHNOLOGIES社により改良・保守が進められている流路網型(FNM)熱流体解析ソフトウェアです。設計者が簡単に使え、システムレベルでの定常・非定常シミュレーションを短時間で繰り返し行うためのエンジニアリング・ツールです。現在では、関連製品として、Thermal Desktop(CADベースGUI)、FloCAD(CADベースの流路作図)、及び、RadCAD(放射コンダクタンス算出)といったモジュールも、併せて、リリースされています。
また、流路内の圧力、温度、流速に加えて、流路に付属する構造物の3次元温度分布を、必要であれば熱輻射を考慮して、熱伝導解析用のメッシュ(NASTRANフォーマット等)上で、同時に計算することが可能です。
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![]() ネットワークダイアグラム ![]() 二相流(Heat Pipe Loop) ![]() FEMメッシュ ![]() バルブ閉時の水撃 |
本例では、車両に搭載されるエアコンの冷凍サイクルを想定し、そのシミュレーション例を示しています。車両のエアコンを題材とし、次のような目的のシミュレーション実施例を紹介します: 所望の冷媒封入量を決め、その封入量におけるサイクルの定常状態を求める。
本文書では、4ストローク直列6気筒内燃エンジンのデモモデルを示しています。このデモモデルの目的は, SINDA/FLUINTを用いたモデリングの可能性, 及び, 活用の仕方を示すことです. 典型的なデザインのエンジンを題材とし、また、複数の仮定を置いて、現象のモデリングを単純化しています。このような単純モデルを示すことにより、ユーザーに対して、より詳細な実モデル作成の出発点 (starting point) 提案することを意図しています。
本文書では、密閉二相サーモサイフォンのシンプルなモデリング例、及び、シミュレーション例を示しています。
C&R社 では, Thermal Desktop、及び、FloCAD を活用して、タンク内 単相流(超臨界域)の自然循環のモデリング例を示しています. 本文書では, その一部を抜粋し, モデル化の考え方、及び、計算結果をご紹介します。
RadCAD (太陽放射による入射熱流束、及び、物体面間の放射コンダクタンスを算出するモジュール) を活用した 3 次元車体形状への日射量 (直達光・散乱光) の数値予測を試みます。ここでは、表面格子を用いた簡易的な車体形状を使用します。日射量予測の手法としては、RadCAD 搭載のモンテカルロ・レイトレーシングを採用しています。このレイトレーシング法を用いて、日射による入射熱流束の予測を試み、その計算結果を概観します。
以下に適応事例を掲載します(画像をクリックすると説明文書付きのページにリンクします)。
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アルミニウム製の電子機器筐体の空冷 | S 字管内空気の抜熱 |
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多岐管冷却板による作動流体の抜熱 | |
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NCG(非凝縮性ガス)の有無を考慮した定コンダクタンスヒートパイプのパラメトリックスタディ |
C&R Products (製品相関図) | |
製品 | 説明 |
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![]() SINDA/FLUINT |
熱および流体回路網型熱流体解析ソルバー Thermal Desktopにより作成された回路網を解くためのソルバーです。 |
![]() Thermal Desktop |
CADベースの熱流体解析統合ツール AutoCADアドインソフトとして開発され、熱、輻射(オプション)、 流れ(オプション)の解析をCAD上で行うためのモジュールです。 解析ソルバーとしては、SINDA/FLUINTを用います。 モデリング、物性値やパラメータの設定をCAD上で行い、 SINDA/FLUINTを実行し、結果をCAD上で参照できます。 |
![]() RadCAD |
形態係数および輻射変換係数計算モジュール Thermal Desktopのオプション・モジュールであり、 SINDA/FLUINTの入力となる形態係数や輻射交換係数を求めます。 |
![]() FloCAD |
流体回路網作成および熱伝達係数計算モジュール Thermal Desktopのオプション・モジュールであり、FLUINTの入力となる流体回路網作成や熱伝達係数計算を行います。 |