CAE Technical Library 注目機能紹介 - CAE技術情報ライブラリ
LS-DYNA の Isogeometric Analisys（IGA）利用を支援する NURBS Patch 作成ツール「IGA Tool」の新バージョン「IGA Tool Ver3.1.1.1」がリリースされました。
IGA は、CAD データの類似フォーマットで解析を実行できることから、Design（CAD）と Analysis（CAE）の親和性を高める手法として発展と活用が期待されていますが、産業界で使用される CAD からシームレスに CAE に移行することは現状難しく、複雑な形状の CAD を IGA に適したデータに効率的に変換するツールが必要となります。
この変換の役割を担うのが、「IGA Tool」です。IGA Tool の役割や基本的な機能、IGA モデル Type の詳細については、以前の CAE 技術情報ライブラリでご紹介しました。今回は、IGA Tool Ver3.1.1.1 の新機能と今後予定される機能拡張をご紹介します。
IGA Tool Ver3.1.1.1のリリース
2019年9月に、IGA Tool Ver3.1.1.1がリリースされました。
IGA Tool は、オリジナルの CAD 形状から以下のような IGA Type への変換を行えます。Ver2.2 で対応した IGA Type1 への変換に続き、今回リリースされた Ver3.1.1.1 では、新たに IGA Type2 への変換が可能となりました。IGA Type3 への変換機能も開発が進められています。
Fig. 1 IGAモデルのType
IGA Tool Ver3.1.1.1の可用性
LS-DYNA IGA では、CAD データから NURBS パッチを作成するために、CAD 形状を4辺で構成される面（4辺面）に分割する必要があります。
前リリース Version である、IGA Tool Ver2.2 では、クロスフィールドと呼ばれる概念の導入と、対象の CAD 形状を4辺面に自動分割するアルゴリズムを搭載することで、IGA Type1 への変換をサポートしていました。
しかし、このアルゴリズムは、ターゲットモデルの形状次第では、すべての NURBS パッチを4辺面で構成できないケースや、狭小な幅をもつ4辺面が作成されるケースがありました。このような不良なパッチはユーザーがマニュアルで1つ1つ修正する必要があり、ユーザビリティの観点で課題がありました。
Fig. 2 クロスフィールドを活用した4辺面作成
一方、IGA Tool Ver3.1.1.1 にて新たにサポートされた IGA Type2 では、ターゲットとなるモデルをあらかじめ分割し、分割された各領域を1面の NURBS パッチとしてモデル化します。CAD 上の Trimmed Surface と同様に、パッチの基本データとトリミングカーブを用いて、モデル内部に存在する孔や空隙を有するトリム形状も捕捉できます。この IGA Type2 は、「インナートリムモデル」と呼称されます。
ユーザーは、NURBS の特性を考慮して適切な箇所でモデルを分割し、各領域を4つの頂点を有する面にモデル化する必要がありますが、IGA Type1と比べ、IGA Type2 は汎用性の高いモデルタイプといえます。
Fig. 3 オリジナル CAD から IGA Type2 への変換
IGA Tool の次期バージョン
次期 Version では、「アウタートリムモデル」と呼称される IGA Type3 への変換が可能となります。
IGA Type3 は、複数の Surface を1面でモデル化する手法です。Type2 との大きな違いは、必ずしも外形（アウター）ラインが4辺になっていないことです。また、モデルの外形線も、Surface 内部のトリム形状と同様に、トリミングカーブにより解析的に捕捉されます。
IGA Type1 および Type2 では、対象の形状やモデルの分割線によってパッチの形状が大きく左右されます。Type3 では、その依存度を緩和することができます。
オリジナル CAD からの変換速度の向上、もしくは解析におけるパッチの精度向上に貢献するモデルタイプとして期待されています。
IGA Type3 への変換が可能な IGA Tool の新 Version は、来年2020年のリリースを予定しています。
Fig. 4 次期リリースバージョンで可能となるモデルタイプ：IGA Type3
IGA Tool の詳細は、こちら からお問い合わせください。
