形状最適設計機能をオールインワンパッケージ Sculptor

設計部門で効果を発揮する実践的な多目的形状パラメータ最適設計ツール
◆『Back2CAD』最適化形状のCADシステムへの反映機能を強化!※オプション
  - サーフィス間のギャップ発生防止! - ジオメトリ出力品質アップ
◆高速最適探査エンジン『CHEETAH』を標準搭載!

先進の多目的最適化アルゴリズムから形状パラメータを与え、高品質メッシュモーフィング機能により形状を制御・変更し、簡単かつ迅速に最適化設計を実現します。

  • 多目的の形状最適設計を高速に実行!新GUIで操作性が向上!
  • モーフィングとスムージング時に高いメッシュ品質を維持
  • 多くの商用流体・構造解析ソルバに対応
  • CHEETAHはJAXA宇宙研が基礎コードを開発した最適探査アルゴリズムです。

Suclptor 4.0の新機能

文部科学省HPCI戦略プログラムの「分野4次世代ものづくり」で宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所が開発した高速最適化計算エンジン『CHEETAH』を標準装備。
高速ロバストな形状最適化設計を実現します!

自動車業界をはじめ幅広い業界における実績を誇る高速最適化アルゴリズム「CHEETAH」を標準搭載!

  • JAXA開発の多目的設計探査アルゴリズムを搭載
  • ヒーリングによる形状データ修正・スムージングによるメッシュ品質改善機能を装備
  • CFDソルバーscFlowとのI/Fをサポート
  • 衝突・構造解析ソフトウェアLS-Dyna採用のIGA(IsogeometricAnalysis)データに対応

※宇宙航空研究開発機構(JAXA) 宇宙科学研究所が開発した「CHEETAH」を、製造業の設計・開発部門が使い易いようにヴァイナスがユーザーインターフェースを開発・実装し、Sculptor 4.0に搭載しました。

▲ Sculptor 4.0のモジュール構成

Sculptor 4.0 新機能の詳細はこちら

CHEETAHの最適化探査性能

最適設計における多目的最適化への高いニーズに応え、JAXA 宇宙科学研究所研で開発され産業界において実績のある多目的探査アルゴリズム「CHEETAH」を、Sculptor 4.0に搭載しました。

「CHEETAH」は、利用頻度の高い3目的以下の多目的探査においても高い性能を持っています。ベンチマークモデルを使用して次の3目的探査を行い、他のアルゴリズムと比較することで、CHEETAHの高効率・高速な探査性能を実証しました。

ベンチマークテストモデルによる最適探査

ベンチマークモデルに、次の目的関数と設計変数を設定しました。

(目的関数)3目的
① 圧力損失:最大
② 出口流速:最大
③ 表面積 :最小

(設計変数)7変数
① Z3  ④ Y3  ⑥ X4
② Z4  ⑤ Y4  ⑦ X5
③ Z5

パレート解の比較

3つの異なる最適探査アルゴリズム「CHEETAH」「DAKOTA/MOGA」「PYGMO/MOEA-D」を使用して1,000ケースに対する最適探査を実施しました。

 ・40個体x25世代=1000ケース

「出口流速」と「表面積」のパレート解は以下の通りで、「CHEETAH]の探査性能の高さが実証されました。

オールインワンパケージによる形状最適設計

設計者が実務で利用可能な高品質メッシュモーフィング機能と多目的最適設計機能を統合

  • パラメトリック形状の最適化機能
  • 最適化アルゴリズムの標準搭載(CHEETAH、実験計画法)
  • 高品質なメッシュモーフィング機能
  • 最適化過程・結果を用意な操作で評価・分析
  • Back 2CADによるCADへの最適化形状のフィードバック

※注1 メッシュ生成と流体解析をHELYXで実施したワークフロー