機能・サービス

Ansys Fluent^®は、流体、熱、化学反応、物質移動を統合的に解析できる汎用CFDソフトウェアです。GPUネイティブで設計されたFluent GPU Solverにより、大規模CPU並列計算と同等以上の高速性能を少数GPU構成で実現します。乱流、混相流、燃焼、空力音響、電気化学、極超音速流れなど幅広い物理モデルに対応し、複雑な熱流体現象を高精度に再現可能です。さらに、航空宇宙・自動車・半導体・エネルギー分野向けの専用ワークフローやモデルが整備されており、大規模かつ高度なシミュレーションを効率よく実行できます。

機能のポイント

多様な物理モデルで複雑な流体現象を再現
ネイティブGPUソルバで大規模CFDを高速化
ロバストかつ高品質なメッシュを生成する自動メッシング機能
Python連携による自動化・カスタマイズ機能
Ansysエコシステムによるマルチフィジクス解析のサポート

乱流・燃焼・混相流での先進的な物理モデル

乱流モデル、燃焼モデル、混相流モデル、熱伝達、化学反応などを統合的に扱えます。
AI技術と組み合わせることで、解析モデルごとにパラメータを最適化する乱流モデルを提供します。さらに、大規模な剥離を伴う現象に対しては、空間場を高解像度のLESモデルで計算しながら、壁近傍には低コストなRANSモデルを適用するハイブリッドモデルを備えています。これにより、壁近傍のメッシュ数を抑えつつ、解析精度と計算効率の両立を実現します。
また、Ansys Chemkin^®（化学シミュレーションソフトウェア）と組合わせることで、高度な化学反応計算を高速に実施することも可能です。複雑に相互作用する流体現象を単一環境で定義でき、現実に近いシミュレーションを効率よく実行可能なシミュレーションプラットフォームです。

複雑な流動現象でも、高度な物理モデルで見える化が可能

航空エンジン燃焼器では、旋回流、混合、化学反応、乱流が強く相互作用します。一例としてドイツDLR PRECCINSTAバーナーを対象に、メタン-空気の混合気、乱流モデルにLES WALEモデル、化学反応の取り扱いは有限速度反応モデルを用いて速度・温度分布を検証しています。火炎面や乱流構造を可視化でき、燃焼器設計や混合改善の検討に活用できます。

高速飛翔体のデジタル試作

航空宇宙向け機器の開発では、強力な衝撃波の影響の他、超高温環境に起因する非平衡化学やアブレーション、熱防護などが複雑に関係します。Ansys Fluent^®は低速から極超音速の流れ場までに対応し、特殊なNASA材料物性モデルやアブレーションなどを組合わせて高い現象再現度を実現します。Ansysエコシステムにおける熱・構造解析と連携して、デジタルプロトタイプ構築を支援します。

インフラ設備の侵食・腐食健全性評価を効率化

配管や装置で発生する侵食・腐食は漏えい事故や保証コストにつながります。Ansys Fluent^®で多相流、侵食による境界変形、電気化学腐食を評価し、構造解析であるAnsys Mechanical^TMや最適化ツールのAnsys OptiSLang^®と連携することで、設備健全性を評価し、設計最適化へ展開できます。漏えいリスク、材料使用量、保証・リコールコストの低減に貢献します。

ネイティブGPUに対応した大規模高速CFDソルバ

Ansys Fluent GPU SolverはGPU専用に設計されており、CPUへのオフロードなしで並列性能を最大限に活用できます。各種、複雑な解析機能を幅広くGPU対応化しているので、少数GPU構成でも大規模CPUクラスターに匹敵する性能を発揮し、大規模メッシュや複雑解析を高速に実行できます。そのため、計算リソース管理費や高額な電気代を必要とせずに、大規模モデルの計算環境を構築することも可能です。

数億セルを超える大規模計算を自社リソースで実現

自動車外部空力では、全車両形状の周囲に発生する剥離、後流、床下流れを高精度に評価する必要があります。Ansys Fluent^® Native GPU Solverは、大規模モデルに対して少数GPUから大規模GPU構成まで拡張して実行でき、抗力や流れ場の把握を支援します。この事例ではAnsys Fluent 2025R2で改良された連成解法ソルバを用いて、4.8憶セルのF1カーモデルを対象に、ロバスト性とスケーラビリティを検証しています。自動車に限らず、設計初期での性能改善、抗力や圧力損失低減、流れ場理解などを高速に進められる点が大きな価値です。

充填・気泡・熱移動評価を高速化

自動車のインバータ、電動モーター、タンクなどの充填工程では、自由表面、表面張力、温度依存物性、気泡巻き込みを考慮する必要があります。ここではバージョン2026R1でベータ対応しているVOFとエネルギー方程式を組み合わせた充填解析を示しており、2基のA100 GPUが128 CPUコア比で約10倍高速化しており、タンク充填、スロッシング、冷却系充填、空気巻き込み評価に有効活用できます。

中価格帯の単体GPUでも、数十CPU相当の演算性能

撹拌槽では、羽根形状、バッフル、回転数、メッシュタイプが混合性能や流れ場に影響します。この事例では4枚45度ピッチ翼と4バッフルを持つ混合槽を対象にしています。Ansys Fluent^® GPU Solverは4面体、多面体、Poly-Hexcoreなど複数メッシュをハイブリッドした撹拌槽解析に対応し、単体GPUで高速化できます。8CPUに対して、RTX A5000が1枚構成で7.8倍の速度向上例が示されています。化学、食品、電池スラリーなどの混合工程で、流れの偏り、循環、撹拌効率の検討を効率化できます。

高度メッシングと自動化ワークフロー機能

Ansys Fluent Meshing^TMはタスクベースのワークフローにより、複雑形状でも効率的なメッシュ生成を支援します。Poly-HexcoreやMosaic技術により高品質かつ高速な計算を両立し、解析全体の効率を向上させます。また、PythonベースのAnsys PyFluent^TMツールにより、解析フローを制御でき、モデル作成、計算実行、後処理を自動化できます。他のソフトやAI/機械学習環境との連携も可能で、解析業務の効率化と高度化を実現します。

強力かつ、ロバストなメッシング機能

Ansys Fluent Meshing^TMは、Ansys Fluent^®に組み込まれた熱流体解析向けのメッシュ生成環境で、タスクベースの手順に沿ってサーフェスメッシュからボリュームメッシュまで効率的に作成できます。Watertight Geometry Workflowは、面の欠損や干渉が少ないクリーンなCADを前提に、流体領域抽出と高品質メッシュ生成を素早く行うワークフローです。一方、Fault Tolerant Meshingは、隙間、重なり、欠損を含む複雑・大規模CADに対し、ラッピングやギャップ処理により流体領域を構築でき、形状修正工数を抑えた解析準備に有効です。

Ansys PyFluentによるCFDワークフローの自動化、カスタマイズを実現

Ansys PyFluent^TMは、 Ansys Fluent^® に接続し、最新の Python API を使用したプログラムによる操作を可能にします。シミュレーションの設定、実行、および結果の抽出をサポートしています。主な利点として、反復的な作業を排除する自動化、Pythonを利用してAnsys Fluentの動作を制御するカスタマイズ、手作業を削減する効率化、他のPythonライブラリとシームレスにつながる統合などの面が挙げられます。