熱流体解析ソフトとは？汎用CFD・建築環境・電子機器の冷却・粒子法の違いと、メッシュの方式・価格の選び方

熱流体解析ソフトとは

熱流体解析ソフトは、形を読み込んで空間を細かく分け、流れと熱の式を解いて、温度や風速を色で見せるソフトです。CFDとも呼びます。試作品を作らずに、製品開発の構想段階から使えます。

比較ページには、日本の会社が自社で開発するか、海外メーカーの日本法人が自社グループの製品として提供するソフトを、製品ごとに載せました。

4つの種類

• 汎用CFDは、流れと熱を幅広い業種で解くソフトです。例は、Ansys Fluent、Simcenter STAR-CCM+、scFLOWです
• 建物と空調の気流は、室内の温熱環境や風環境、結露を解くソフトです。例は、FlowDesigner、STREAM、WindPerfectです
• 電子機器の冷却・設計者向けは、基板や筐体の熱を見るソフトと、CADの中で解くソフトです。例は、Ansys Icepak、Simcenter FLOEFDです
• 粒子法・格子ボルツマン法は、液体の大きな動きを解くソフトです。例は、Particleworks、RFLOW、XFlowです

解く対象とメッシュの方式

• STREAMは直交構造格子で、複雑なモデルでも修正の手間がほとんどかかりません
• scFLOWは、ポリヘドラル要素とボクセルベースのメッシュを自動で作れます
• WindPerfectは、自動メッシュと不等間隔、固定格子を使い分けられます
• Particleworksは、MPS法の粒子法で水や油の大きな変形を解きます
• XFlowは、格子ボルツマン法で、可動部品があっても格子を自動で作れます

選び方

• 建物の空調や換気を解くなら、Revitのデータを読めるソフトから選びます。FlowDesignerは、Revit、ArchiCAD、GLOOBEのデータを取り込めます
• 改善点を早く探したいなら、逆解析を見ます。FlowDesignerのエンタープライズ版は、2回の解析で改善点を求められます
• 設計者が自分で確かめるなら、CADの中で解けるSimcenter FLOEFDが使えます
• 攪拌槽や培養槽を解くなら、専用の機能を持つRFLOWを見ます

提供形態と動作環境

• Particleworksの基本ライセンスは、買取か年間レンタルを選べ、CPUソルバ4コアとPre/Post 1ライセンスの構成です
• FlowDesignerのライセンスは、USB、ローカル、ネットワークの3種類です
• WindPerfectの動作環境は、Windows 10と11で、1億グリッドでメモリ32GB以上です
• 価格は公開されていないので、ライセンスの形とあわせてメーカーに問い合わせます