2006年11月09日

有限要素法の知識

CAEを始める人の多くは、有限要素法も何も知らずに市販のソフトに触れる人も多いようです。世間では、設計者向けのCAEソフトの市場が拡大し、ひと昔に比べると、CAEに触れる機会も多くなりました。

設計者むけのCAEソフトの目的は、設計者にわずらわしい作業をさせることなく、設計にCAEを導入してもらうことにあるようですが、有限要素法をまったく理解しないで検討できてしまうのもいかがなものかと思います。

アダプティブメッシュによる手法を用いるなど、解析精度の維持を行う工夫をして解析者の負担を減らす流れがありますが、有限要素法解析の技術力不足をソフトが補っているとも言えます。


以前(数年前,十数年前)は、有限要素法といえばFortranで書かれた(書いた)自作プログラムや今ほどGUIの発展していないコマンド打ちの市販ソフトが一般的でした。年々進化しており、今では当時では想像できないくらい使いやすいソフトも増えてきました。


今と一番違うのは、ハードの違いだと思います。

計算速度やメモリーのレベルがけた違いに少なかった時代では、今のような大規模な計算は不可能です。そのため、どのように計算したら少ない計算量で計算できるか?という大きな問題との戦いでした。

そこで必要とされるのが、有限要素法の知識や技術力です。今では想像できないかもしれませんが、一つ一つのメッシュに意味が込められていました。 「ここは、こういう理由でメッシュは細かく、メッシュの形状にも注意」という具合でした。


私は有限要素法を用いる以上、どんなにソフトが進化したとしても、有限要素法の概念は知っておくべきだと考えています。特に、節点方程式も分からずに解析を行っているようだと、解析ミスや解析精度の悪化に気づかないばかりか、不必要なメッシュが多い場合には計算時間が膨大なものとなってしまいます。

メッシュの形状について言えば、自分の作成したメッシュはどのような節点方程式になるのか?それが分からなければ、最適なメッシュ形状は判断できないはずです。「一般にそういわれているから」とか「以前からこうすると良い結果がでやすい」などという理由でメッシュ形状が決められるのでは、自分の技術ではないと思います。

すべてを自分の技術力で判断してこそ、本当の技術になると私は考えています。


posted by 研究員 at 22:21 | 磁場解析を始める前に
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