Formula SAE と Formula Student の学生に最適なソフトウェア

学生が学校用にラップトップを入手して、FEA または CFD シミュレーションに使用したいとします。 この原稿を書いている時点では、典型的な「高性能」ラップトップには、4 つのコア (すなわち、「クアッドコア」プロセッサ) と 8 GB の RAM が搭載されています。 これに対し、SimScaleは32コアと60GBのRAMを利用できます。 これは、約8倍の計算能力です。 一方、多くの学校にはコンピュータラボがあり、解析計算用に特別にチューニングされた高性能のマシンがあります。 残念ながら、これらの研究室は、学生の活動の「波と流れ」を管理する上で効率的ではありません。 空っぽか満員かのどちらかです。 さらに、現実問題として、学生にはコンピュータ・ラボに行く時間がないのです。 SimScale を使用すれば、学生はキャンパスのどこからでも、あるいはサーキットにいても、シミュレーションを行うことができます。

シミュレーションにどれほどの計算能力が必要かを知るために、FSAEカーのリアウィングのCFD解析を紹介します。 これは、対称性を利用するために半分にカットされ、約300万要素のグリッドサイズを持っています。 SimScaleでは、この解析にわずか19分しかかかりませんでした。 車両全体の流れはどうなるのでしょうか？ グリッドサイズは1,000万要素以上になると思われます。

さらに、思慮深いエンジニアは決して 1 回だけの解析を行わず、以前のシミュレーションの結果に基づいて、設計を最適化するために多くの解析を実施します。 シミュレーションを重ねれば重ねるほど、設計がより良くなっていくからです。 実社会でも、プロの設計者はできる限りシミュレーションを行っています。

Formula Student Simulation What to Simulate and What not to Waste Time On

これは、実は思っているより簡単なことなのです。 FEAとCFDは、複雑な3D設計をシミュレートすることで、「稼いでいる」のです。 もし、あなたが取り組んでいるものが複雑な3D設計でないなら、シミュレーションソフトではなく、スプレッドシートや手計算を使うことを真剣に検討してください。 例えば、スペースフレームシャーシやサスペンションの「Aアーム」のスチールチューブは、2つの力部材として機能します。 そのため、スプレッドシートを使った簡単な計算で応力を簡単に予測することができます。 同じことが、ハードウェアのサイズ決定にも当てはまります。 摩擦を正確にモデル化しようとすると、コストと利益の比率が高くなりすぎるためです。

しかし、ホイールアップライトはFEAの適用対象として最適です。 なぜでしょうか。 それは、ホイールベアリングを固定する、サスペンションに荷重を伝達する、ブレーキキャリパーを支持するなど、いくつかの目的を果たすからです。 そのため、この部品は複数の荷重経路を持つ複雑な形状をしています。 ホイールアップライトは「スプリングシャシー」の外側にあるため、サスペンションの性能を上げるためには、その質量を最小限にすることが重要です。 性能と信頼性の完璧なバランスが必要であり、FEAソフトウェアは設計者を支援する完璧なツールです。 同じことが、サスペンション、ペダル アセンブリ、ドライブトレインなど、複雑で応力の大きい他のコンポーネントにも当てはまります。 マシンを完成させるための猛烈なラッシュと、大会への興奮のあまり、重要な設計文書やテストデータが失われてしまうのです。 ドキュメンテーションはエンジニアリングの重要な部分であるため、多くの企業では特にそれに焦点を当てた正式な設計プロセスを設けています。 SimScaleの最大の利点は、実行しながら自動的にすべてが文書化されることです。 新しいメンバーがチームに参加すると、SimScaleにある既存のすべてのFEAおよびCFD解析に簡単にアクセスできます。 形状、境界条件、結果のすべてが手元にあるのです。 SimScaleでは、プロジェクトにコメントを付けることができるため、チームメンバー間で簡単に直接コミュニケーションを取ることができます。 これにより、レポートの作成や設計プレゼンテーションの作成が迅速かつ容易になり、常に最新の情報にアクセスすることができます。

巨大な計算パワーへの無料アクセス、膨大なプロフェッショナル コミュニティ、業界をリードするコラボレーション ツールを備えた SimScale Web ベース FEA および CFD プラットフォームは、フォーミュラ SAE およびフォーミュラ スチューデント チームに理想的なソリューションと言えます。 もっと詳しく知りたい方は、SimScaleを使用してフォーミュラSAEやフォーミュラ・ステューデントの設計を最適化する方法を説明した私のウェビナーの録画をご覧ください。 また、このブログ記事もぜひお読みください。 モータースポーツで燃料タンクを最適化する方法」

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