エンジン設計のための革新的CFD解析システム　CONVERGE

適用事例 - 動画ギャラリー

様々な分野にて使用されているCONVERGEの適用事例の一部を動画（YouTube）にてご紹介します。

内燃機関

NEW！
燃料噴射時のLES噴霧解析02

Large Eddy Simulatoin乱流モデルを用いて、燃料噴射時の噴霧分裂や空気との燃料混合の過程を解析した結果です。最小0.0625mmサイズの解適合格子を用いて、計算格子数を抑制することにより、計算負荷を低減しながら高精度な噴霧解析を実施することが可能です。
最左図：液滴分布(半径をカラーで表示)
中左図：渦度等値面(当量比をカラーで表示)
中右図：噴霧中心断面の当量比分布
最右図：噴霧中心断面の流速分布

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

NEW！
燃料噴射時のLES噴霧解析01

LES(Large Eddy Simulatoin)乱流モデルを用いて、燃料噴射時の噴霧分裂や空気と燃料の混合過程を解析した結果と計算格子の配置を示しています。噴射開始直後の噴霧挙動を捉えるため、予め精細な格子を配置しています。噴霧が形成された後は最小0.0625mmサイズの解適合格子を活用することにより、計算精度の維持と計算負荷の低減を両立しています。約200mmの噴霧長を約600万セルで解析することができています。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

コジェネレーション、内燃機関

NEW！
ガソリンエンジンのフル化学動力学計算による燃焼解析 －一般点火－

ポート噴射ガソリンエンジンにおけるEGR率35%、当量比１の空気・燃料混合気に一般的な点火を行った際の燃焼解析事例です。CONVERGEでは点火直前から直後の間、点火領域に最小0.125mmの格子精細化を施し、点火後の火炎核形成を解析します。火炎核形成および火炎伝播は全て化学動力学計算による燃焼解析を実施しています。EGR率が高いため、火炎核形成や火炎伝播が緩慢な燃焼となっていることが分かります。
左図：温度分布
中図：当量比分布
右図：OH質量分率分布

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

NEW！
ガソリンエンジンのフル化学動力学計算による燃焼解析－プラズマ点火－

ポート噴射ガソリンエンジンにおけるEGR率35%、当量比１の空気・燃料混合気に一般的な点火を行った際の燃焼解析事例です。点火後の火炎核形成、火炎伝播は全て化学動力学計算により燃焼解析を実施しています。低温プラズマを模擬するために、点火プラグから半径15mmにOHラジカルを供給しています。EGR率が高くても初期火炎核がしっかり形成されていることが分かります。
左図：温度分布
中図：当量比分布
右図：OH質量分率分布

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

軽油着火天然ガスエンジン
- 温度分布と計算格子 -

天然ガスエンジンの希薄燃焼限界を拡大するために、微量の軽油を噴射して着火させる軽油着火天然ガスエンジンの流動・噴霧・燃焼CFD解析です。詳細化学反応計算の高速化手法と解適合格子を活用することにより、実用的な計算時間で計算精度を確保した解析が可能です。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

予燃焼室式天然ガスエンジン
- 温度分布と計算格子 -

予燃焼室で着火する天然ガスエンジンの流動燃焼解析結果です。天然ガス（メタン）の詳細化学反応を用いて燃焼を解析しています。温度勾配、流速勾配の大きい領域に解適合格子を用いて、計算負荷低減と計算精度向上の両立を図ることが可能です。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

予燃焼室式天然ガスエンジン
- 温度分布 -

予燃焼室で着火する天然ガスエンジンの流動燃焼解析結果です。天然ガス（メタン）の詳細化学反応を用いて燃焼を解析しています。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

予燃焼室式天然ガスエンジン
- 当量比分布 -

予燃焼室で着火する天然ガスエンジンの流動燃焼解析結果です。天然ガス（メタン）の詳細化学反応を用いて燃焼を解析しています。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

予燃焼室式天然ガスエンジン
- 流速分布 -

予燃焼室で着火する天然ガスエンジンの流動燃焼解析結果です。天然ガス（メタン）の詳細化学反応を用いて燃焼を解析しています。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

予燃焼室式天然ガスエンジン
- 温度1500K等値面 -

予燃焼室で着火する天然ガスエンジンの流動燃焼解析結果です。天然ガス（メタン）の詳細化学反応を用いて燃焼を解析しています。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

コジェネ、自動車、内燃機関

軽油着火天然ガスエンジン
- 軽油質量分率分布 -

天然ガスエンジンの希薄燃焼限界を拡大するために、微量の軽油を噴射して着火させる軽油着火天然ガスエンジンの燃焼CFD解析を詳細化学反応計算を活用して、実用的な計算時間で実現できます。軽油代替燃料としてノルマルヘプタンの質量分率分布の計算結果です。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

軽油着火天然ガスエンジン
- メタン質量分率分布 -

天然ガスエンジンの希薄燃焼限界を拡大するために、微量の軽油を噴射して着火させる軽油着火天然ガスエンジンの燃焼CFD解析を詳細化学反応計算を活用して、実用的な計算時間で実現できます。天然ガスの主成分であるメタンの質量分立分布の計算結果です。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

軽油着火天然ガスエンジン - 温度分布 -

天然ガスエンジンの希薄燃焼限界を拡大するために、微量の軽油を噴射して着火させる軽油着火天然ガスエンジンの燃焼CFD解析を詳細化学反応計算を活用して、実用的な計算時間で実現できます。エンジン筒内のガス温度分布の計算結果です。

資料提供：株式会社ヴァイナス

  

 

航空宇宙

超音速翼型周り定常流(Mach10)
‐計算格子‐

超音速流れの解析において、粗い計算格子から計算を始め、計算格子の詳細化と解適合格子の適用により、計算格子が自動で衝撃波を捕捉できています。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

超音速翼型周り定常流(Mach10)
‐圧力分布‐

定常流解析のオプションの1つである密度ベースソルバを用いることにより超音速流の解析が可能です。圧力ベースソルバでもMach1.5まで解析できますので、エンジン排気ブローダウン流も安定して解析できます。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

自動車、内燃機関

4気筒エンジン　‐圧力分布‐

4気筒エンジンを同時解析することによりインテークマニホールド内の圧力脈動を捉え、より実機に即したエンジンCFD解析が可能です。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

CONVERGEによる多気筒エンジンの燃焼解析

CONVERGEを用いた４気筒エンジンの燃焼CFD解析です。色は圧力を示しており、吸気管における気筒間の圧力干渉の様子が分かります。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

CONVERGEによるガソリンエンジンの燃焼解析

CONVERGEを用いた燃焼解析です。非定常計算中に、ソルバが体積格子を自動生成します。色はガス温度であり、温度分布を検知して解適合格子（AMR）を適用して、格子精細化により温度勾配を解像します。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

CONVERGEによるAMRの適用例

固定した吸気バルブ周りでの流れ解析を行いました。速度勾配の大きな箇所を検知してAMR（Adaptive Mesh Refinement、解適合格子）により格子の自動精細化を適用して、高精度化を図りました。

資料提供：米国 Convergent Science社

  

 

自動車、内燃機関、ソフトウエア

CONVERGEプリ機能でのエンジンピストンの交換

CONVERGEでは形状データをSTL形式の表面データとして指定します。ここでは専用のプリ機能を用いて、ピストンの形状を交換しています。体積格子はソルバが自動的に生成します。

資料提供：株式会社ヴァイナス