Simpleware Softwareの機能
X線CTやMRI,FIB-SEM などのスライス画像からの実材料シミュレーションモデル構築に
Synopsys社のSimplewareソフトウェアは、3D画像処理とサーフェース作成を行うScanIPを中心として、ソリッドメッシュやNURBSパッチのジェネレータ、CAD統合ツール、構造解析や流体解析との連携ツールなどのオプションモジュールで構成されています。
Simpleware ScanIP - 3D画像処理＆サーフェース作成ツール
X線CT、MRI、FIB-SEM などの3次元画像を読み込んで可視化でき、任意の領域を分割したり、フィルター処理を行うなどの豊富なツールが実装されています。選択した領域の画像をモデル化し、IGESやSTLなどのCADデータやサーフェースデータとして出力することができます。また、３D画面に表示したモデルを簡単にJPEG、BMP、PNGなどの画像に出力するスクリーンショット機能、モデル形状やスライス断面を確認しやすいアニメーション作成機能があります。作成したモデル構造を分析できる統計機能も豊富に実装されています。
ScanIPの主な機能
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- セグメンテーション機能
- ScanIPには3次元画像データをセグメンテーションするために豊富な機能が実装されています。
グレースケールの閾値で指定する方法や、連続部分を抽出する方法、また様々なフィルター処理機能も用意されています。
ブーリアン演算機能で、作成した複数のマスクの合成や反転も簡単に行えます。
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- フィルター処理機能
- 画像データのノイズの除去の他、表面を保持しながら内部の微細構造をマージしてマスクに接続性を与えたり、スムージング処理で表面を滑らかにしたりすることができます。
ピクセル単位での拡張／縮小／界面層作成、部分容積効果によるノイズマスクの削減、指定したサイズの形状削除などの機能もあります。
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- 統計値の分析
- ScanIPでは、距離や角度だけでなく、フィラーなどの混合物の体積や空隙率の測定も可能です。例えば、粒子やボイドのような周囲にギャップがある形状の総数や重心座標なども確認できます。
形状の構造を統計分析に利用できるテンプレートが豊富に実装されており、モデル化だけでなく構造の定量的な評価にも利用できます。
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- 空間部分のモデル化
- 形状内部の空間部分も出口をクローズして内部構造だけのモデリングが行えます。
これにより内部の形状の確認や流体解析への応用も可能です。
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- Centreline（中心線）機能
- Centreline（中心線）機能は、繊維、血管など細長い形状のセンターラインを表示することができ、形状内部の経路（パス）確認や構造分析に役立ちます。
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- 3D編集機能
- 3Dビューモデルの任意の箇所を削除したりフィルター処理を行えます。また任意の箇所のみ体積や表面積を測定する機能もあります。
ScanIPの特長
- ・さまざまなインポートフォーマットを広範囲に対応
- ・分割機能やフィルター機能など多彩な画像処理ツールが充実
- ・IGESやSTLの出力が可能
- ・直感的なユーザーインターフェース
- ・マルチビューのワークスペース
- ・モデル化後に3D編集ツールでビジュアルな編集が可能
- ・２D,３Dビューの測定・統計ツール
- ・Watershed Segmentation（流域分割、分岐点分割）機能
- ・アニメーション作成機能
Simpleware FE Module - ソリッドメッシュジェネレータ
FE Moduleにより、ScanIPで作成したモデルから簡単に高精度のソリッドメッシュを作成することができます。CADデータやSTLデータに変換する必要なく、３次元画像から直接FEデータやCFDデータを出力し解析に応用が可能です。
FE Moduleの主な機能
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- メッシングタイプ
- メッシングアルゴリズムはGrid方式とFree方式が用意されており、「ヘキサとテトラ混在」「テトラのみ」「ボクセル」「アダプティブのテトラ」から選択できます。
Grid方式はロバストなメッシングで短時間に高精度なメッシュを生成します。
Free方式は形状表現を考慮しメッシュの粗密をつけることができ、要素数の増加を抑えたい場合に有効です。
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- 流体解析用境界層メッシュ
- 流体解析のための境界層メッシュの生成が可能です。境界層の幅や層数も任意に設定できます。
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- 任意箇所のメッシュサイズ変更
- 3Dビューモデルの任意の箇所のメッシュサイズを変更することができます。
着目する箇所だけメッシュサイズを密にしたい解析モデル作りに大変便利です。
複数のパーツ間でも連動して節点共有メッシュを作成します。
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- 接触面定義、節点セットの定義
- 解析の条件設定に用いる接触面のセグメントセットや節点セットを設定しておくことができます。設定したセットは可視化できるので、正しく設定されているか確認することができます。
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- グレースケールマテリアル
- X 線CT 断層撮影装置で撮影された画像に内在する明暗度に基づいて、生成メッシュに異なる材料特性を割り当てることができます。
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- 出力時の設定
- データ出力時にソリッドメッシュだけでなく、シェルメッシュやSTLも同時に出力することができます。
FE Moduleの特長
- ・他のアプローチでかかるメッシュ作成時間を節約
- ・複数部品からメッシュ生成
- ・ヘキサ・テトラ混在、テトラのみ、アダプティブメッシュから選択可能
- ・着目する箇所のメッシュサイズを簡単に変更可能
- ・複数パーツのうち任意のパーツだけメッシュサイズを変更可能
- ・部品間の接触面定義、節点セットの定義
- ・材料特性（質量密度、ヤング率、ポアソン比など）の設定
Simpleware CAD Module - CADデータ統合ツール
ScanIPと連動し、CADモデル統合のための多彩なツールが提供されています。CADデータからメッシュを作成する際に必要なモジュールです。画像データとCADデータを一体化し、位置合わせなども可能です。
またSTLなどポリゴンデータの修正機能も実装されています。
CAD Moduleの主な機能
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- サーフェースから高品質メッシュ生成
- CAD ModuleでSTL、IGES、STEP、3DSなどのCADデータを読み込み、ScanIPで高精度なメッシュを作成できます。
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- 最適フィッティング機能
- サーフェスオブジェクトの部分的な最適フィッティング機能により、共通の特徴を共有するが全体的に似ていない2つのオブジェクトの位置合わせが可能です。また互いが似た形状である場合は自動フィッティング機能が使用できます。
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- 内部構造ウィザード
- 内部構造ウィザードを使用してCADデータの内部にミクロ構造を簡単に作成することができます。 部品の重量削減や材料コスト削減に応用が可能です。
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- サーフェースの平滑化機能
- モデル全体、または選択された領域を滑らかにスムージングできます。スムージングの強度を調整でき、ボリュームを保存するオプションや、角度の閾値を使用してエッジを保存するオプションも実装されています。
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- 三角パッチの削減機能
- サーフェスの三角パッチの数を減らすことができる機能です。減少させるパーセンテージ、または三角パッチの最大数を指定できます。
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- 三角パッチの細分化機能
- 粗いサーフェスの三角パッチを増やします。いくつかの選択オプションがあり、元の表面の粗さによって失われた曲率の再現も可能です。
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- サーフェースの平坦化機能
- 選択された三角パッチを指定された平面に移動し、サーフェスを簡素化して不要な凹凸を除去します。
Simpleware NURBS Module - NURBSパッチジェネレータ
ScanIPで作成したモデルを自動パッチフィッティング技術を使用して簡単に素早くCADソフトウェアと親和性が高いNURBSパッチのCADデータに変換することができます。スキャンされた部分の性質に応じてアルゴリズムの選択を行なうことができます。
NURBS Moduleの主な機能
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- Curvature detection
- 曲率を検出しながらサーフェースを生成します。パッチ配置が自由で複雑な形状でも安定してパッチを生成するのが特徴です。
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- Contour detection
- 輪郭を検出しながらサーフェースを生成します。パッチ境界をモデルの特徴に合わせる方法で、シンプルな構造モデルに適しています。
材料特性計算モジュール
複合材や多孔質体など不均質物質の均質物質への近似化が可能な材料特性計算のための均質化モジュールが追加されました。特定の刺激に対する材料の立方体状サンプルの反応を計算し、その結果から材料の有効特性を取得します。操作は簡単で、モデルに含まれる各材料の特性を設定するだけで、短時間で材料全体の特性を得ることができます。
材料特性計算モジュールの主な機能
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- SOLID Module
弾性解析モジュール - モデルの微細構造や複合材料を均質化し、有効剛性を計算します。
計算は内蔵のFEソルバーで行い、変形／ひずみ／応力の可視化や、等方性および直交異方性レベルの評価が可能です。
- SOLID Module
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- FLOW Module
ストークス流体解析モジュール - モデルの多孔質媒体の輸送特性を分析、絶対浸透率を計算します。
計算は内蔵のFEソルバーで行い、速度と圧力の可視化や、等方性レベルの評価が可能です。
- FLOW Module
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- LAPLACE Module
ラプラス方程式解析モジュール - ラプラス方程式による特性均質化により、モデルの有効導電率、誘電率、熱伝導率、分子拡散率を計算します。
計算は内蔵のFEソルバーで行い、領域の可視化や、等方性レベルの評価が可能です。
- LAPLACE Module
入出力フォーマット
世界で使用される主要なフォーマットに対応しています。
ScanIP
- 画像入力データフォーマット
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- DICOM (version 3.0 and 2D stacks)
- ACR-NEMA (versions 1 and 2)
- Interfile image (*.hdr)
- Analyze image(*.hdr)
- Meta image (*.mha; *.mhd)
- Human Body Model project(*.hbm)
- NIFTI image (*.hdr; *.img; *.nii; *.gz)
- Raw Image Data(*.raw; *.img; *.vol)
- 2D Image Stacks:
BMP files (*.bmp)、JPEG files (*.jpg; *.jpeg)、PNG files (*.png)、TIFF files(*.tif; *.tiff)
- サーフェース出力フォーマット
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- 3D manufacturing format (*.3mf)
- Abaqus (*.inp)
- ACIS (*.sat)
- ANSYS (*.ans)
- ANSYS Discovery(*.stl)
- IGES (*.igs)
- MATLAB (*.mat)
- Open Inventor (*.iv)
- Point cloud (*.xyz)
- Polygon file format (*.ply)
- STL for 3D printing (*.stl)
- STL for FE/CFD/CAD (*.stl)
- VR modelling language (*.wrl)
- Wavefront (*.obj)
- エクスポートシーン
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- 3D PDF files (*.pdf)
- VRML files (*.wrl)
- OBJ files (*.obj)
- PLY files (*.ply)
- 3MF files (*.3mf)
- STL files(*.stl)
- 2D, 3Dスクリーンショット
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- PNG files (*.png)
- BMP files (*.bmp)
- JPEG files (*.jpg)
- PNM files (*.pnm)
- EPS files (*.eps)
- PDF files (*.pdf)
- アニメーション
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- AVI
- Ogg Theora
- H.264/MPEG-4 AVC
- Windows Media Video (WMV)
- PNG sequence
- Transparent PNG sequence
FE Module
- ボリューム入力フォーマット
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- Ansys databases (*.cdb)
- Abaqus input files (*.inp)
- Nastran files (*.bdf)
- Nastran files (*.dat)
- Nastran files (*.nas)
- Nastran files (*.nastran)
- Legacy VTK files (*.vtk)
- VTK unstructured grid files (*.vtu)
- ボリューム出力フォーマット
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- Abaqus (*.inp)
- Adina (*.in)
- Ansys Workbench (*.inp,recommended)
- Ansys Workbench (*.cdb)
- COMSOL (*.nas,recommended)
- COMSOL (*.mphtxt)
- LS-Dyna (*.key)
- MATLAB (*.mat)
- Nastran (*.nas)
- Patran (*.out)
- VTK (*.vtk)
- Fluent (*.msh)
- OpenFOAM (*.)
CAD Module
- 入力データフォーマット
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- STL files (*.stl)
- PLY files (*.ply)
- IGES files (*.iges,*.igs)
- STEP files (*.step,*.stp)
- 出力データフォーマット
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- STL (*.stl)
NURBS Module
- サーフェース出力フォーマット
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- IGES (*.igs)
- STEP (*.stp)
動作環境
| サポート OS | Windows 10, Windows 11, Windows Server 2016 64bit対応 |
|---|---|
| CPU | Intel Core i7 相当 |
| メモリ | 16GB 以上 |
| グラフィックカード | OpenGL3.2 互換 1024MB VRAM 以上 |
| ディスプレイ解像度 | 1920 × 1080 32bit カラー以上 |
| ハードディスク | 100GB 以上 |
- ※ 詳細はお問い合わせください。
- ※株式会社JSOLはSimpleware Softwareの正規代理店です。
- ※Simpleware Software の開発元は、Synopsys, Inc.（米国）です。
- ※記載されている製品およびサービスの名称は、それぞれの所有者の商標または登録商標です。
