土木工学

土木工学

超高層ビル、ファサードシステム、ファサードの製造、自由形状構造、防護設計——世界でも類を見ないような大胆で革新的な構造を設計し、建築するのは、容易ではありません。しかしAltairのテクノロジーがあれば、後世に残るような、美しく機能的な設計を創り出せます。土木エンジニアは設計プロセスの各段階で、設計を素早く進化させ、コストを抑制し、構造物の安全性と実現可能性を確保することが可能になります。建築家チームは創造力の赴くままにコンセプトを作り、短時間かつ少ない設計サイクルで検証を完了させ、構造解析チームは最適化ワークフローの自動化によって設計プロセスを改良し、性能の最大化を実現できます。Altairのシミュレーションツールなら、先進的な複合材料の独特の挙動をモデリングし、正確に予測することも、その形状と製造性を最適化して目標値とコスト要件をクリアすることも可能です。

自然から着想を得た最適化

自然から着想を得た最適化

従来よりも効率のよい形状を見つけ、材料使用量とコストを削減し、安定性を高めるのは、土木エンジニアの使命です。設計者やエンジニアがこれらの課題を克服するときに活躍するのが、トポロジー最適化です。トポロジー最適化は、植物の成長パターンを模倣することにより、規定の性能目標値内で余分な材料を省き、最適な構造を生み出すテクノロジーです。梁や柱の最適化には、1Dモデル内で適用する寸法最適化が欠かせません。

風の影響をデジタルで検証

風の影響をデジタルで検証

世界トップクラスの高層ビルや高層建築を建てる際には、構造物の安全性や周囲の快適な歩行空間を脅かす風圧の影響を考慮しなければなりません。成熟した技術として世界的に認められている仮想風洞実験なら、風圧を正確にモデリングし、迅速に解析を行い、そのCFD結果に基づいて設計コンセプトを検討、発展させることができます。

爆風に耐える構造物を実現

爆風に耐える構造物を実現

Altairは30年以上にわたり、リスク低減を目的とした爆風 / 爆発 / 高速衝撃の解析分野をリードし、業界標準を確立してきました。土木エンジニアや材料エンジニアは、Altairのツール群を使ってこうした事象の模擬、損傷の予測、構造物の弱点の明確化、設計の最適化を行うことで、極端な荷重に対する構造健全性を最大化することが可能です。破壊試験よりも短時間・低コストで実行でき、得られた価値ある情報に基づいてより安全な構造物を生み出すことができます。


ハイパフォーマンスデザインを実践する

ハイパフォーマンスデザインを実践する

Altairが開発した複合領域最適化ワークフローなら、構造性能の迅速な確認と、設計サイクルの短縮によるコスト削減、さらには設計の仮想検証によるリスク低減を実現できます。このハイパフォーマンスデザインは、シミュレーションに基づき、実現可能性、安全性、堅牢性を兼ね備えた構造物を開発する全包括的なアプローチです。

再利用とカスタマイズが可能なAltairのワークフローでは、風荷重と最先端の最適化手法を組み合わせることが可能です。複雑な鋼構造物を設計するためのコストと時間も、自動ワークフローの力を借りれば圧縮できます。ワークフローでは、建築・土木・建設向けのすべての主要な構造ソルバー(直接または中立的なファイル形式を介して接続)、寸法最適化(鋼断面の1Dモデル向け)、そしてトポロジー最適化(3Dモデルの最適な荷重経路の探索)を組み合わせることができます。

メッシュレスのソルバーで設計案を高速に検討

メッシュレスのソルバーで設計案を高速に検討

建築・土木・建設(AEC)の設計サイクルでは、決して無視できない2つの要件があります。1つは製品性能、もう1つは納期です。設計プロジェクトへの圧力が大きいために、設計案や新しい解決策の調査に割ける時間は多くありません。しかし画期的なテクノロジーであるAltair SimSolid™を使えば、土木エンジニアは形状簡略化もメッシングもすることなく、複雑なCADアセンブリをそのまま数分で解析することが可能です。このようにして得た知見は、大規模な構造モデルの改良点の検討や、従来の設計スケジュール内で迅速に設計を発展させるのに役立ちます。設計チームもSimSolidなら、複雑さをきわめる構造物の設計サイクルを何度も回したり、大規模なアセンブリの設計案を高速に調べたりすることができます。

設計や検証に空力解析を取り入れる

設計や検証に空力解析を取り入れる

数値流体力学(CFD)は今や、AECの設計ワークフロー全体で活躍できる強力なツールになりました。コンセプト設計段階での空気力学シミュレーションは、下流工程で求められる性能目標値を満たしながら、顧客のビジョンを反映した形状を設計するのに役立ちます。

現在では、仮想風洞実験で複数の設計案を調べることにより、設計の実現の可否を判断し、同時に形状を修正することが可能になっています。開発の後工程で詳細な検証を行う場合も、AltairのCFDツールを使用すれば、空気力学的な現象を細かく分析し、リスクの低減と構造物の安全性および安定性を確保することができます。

Altairのテクノロジーポートフォリオに含まれる先進的なCFDツールでは、CPUベースのナビエ・ストークス方程式とGPUベースの格子ボルツマン法の両方を活用できるため、個々の課題やプロジェクトの要件に合わせて手法を選べます。

ファサードのエンジニアリングと製造

ファサードのエンジニアリングと製造

現代のファサードシステムの設計には、構造エンジニアリング、熱解析、製造性検証、防護設計など、ファサードエンジニアリングのあらゆる側面をカバーする複合領域的なアプローチが欠かせません。

構造エンジニアリング:Altairのテクノロジーは、構造健全性の評価プロセスを合理化します。複雑な部品に限らず、数百もの部品やボルトを含み、締め付け力、溶接線、接触、摩擦などの要素が絡む大規模なアセンブリにも適用可能です。高速かつ直感的なツールを使って、線形解析と非線形解析の両方に対応できます。

熱解析:AltairのCFDツール群を使用すれば、エネルギー消費量も熱効果も簡単に計算できます。

爆風シミュレーション:防護設計シミュレーションにより、爆風や爆発が重要な構造システムに与える影響を予測することができます。

ファサードの製造:Altairの製造性検証ソフトウェアでは、部品の押出形状をシミュレーションし、ファサード開発を最初から最後までサポートすることができます。