JP2018021771A - Simulation method and program, and simulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シミュレーション方法及びプログラム、並びにシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation method, a program, and a simulation apparatus.
特許文献1は、模擬的な環境での車両の走行試験を行う環境試験装置を開示している。特許文献1の環境試験装置は、ピット内のローラ上に車両のタイヤを載置し、ローラの後方側にはローラを介して空調部へ送風する送風部を設けている。特許文献1によると、建屋内の床に設けたピット内にローラを収納し、ピット内を風洞として利用することにより、環境試験装置における建屋コストが低減されている。
非特許文献1は、熱流体シミュレーションを用いて空気流の冷却効果を考慮することにより、タイヤの耐久性を向上するための技術を開示している。非特許文献1は、タイヤ上のリブが生じさせる乱流による空冷理論の熱流体シミュレーションを行い、熱流体シミュレーションの理論モデルと同じ形状の理論模型に送風する模型実験を行っている。このような模型の空冷効果の検証が、ドラム上で実際のタイヤを回転させる試験によって、行われている。
Non-Patent
特許文献1及び非特許文献1の試験方法によると、タイヤの評価のために、タイヤを回転させるローラやドラムを要し、設備が大掛かりになってしまう。非特許文献1の模型実験では、理論的な効果を確認する第一段階として実用上、タイヤの回転により相対的に流入する空気流を再現することは考慮されておらず、リブ等の立体構造による空冷効果の評価検証のためには、実際のタイヤによる試験を必要としている。
According to the test methods of
本発明は、物体上に立体構造を設ける際に立体構造が流体によって及ぼす影響を簡易に評価することができるシミュレーション方法及びシミュレーション装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the simulation method and simulation apparatus which can evaluate easily the influence which a three-dimensional structure exerts on a fluid when providing a three-dimensional structure on an object.
本発明の一態様に係るシミュレーション方法は、シミュレーション装置により、物体上に設けられる立体構造が流体によって及ぼす影響を評価するシミュレーション方法である。立体構造は、物体上で規定される基準曲線に沿って配置されている。本方法は、シミュレーション装置が、基準曲線に基づく基準方向と、流体が物体上の立体構造に流入する方向との間の角度である向かい角を取得するステップを含む。本方法は、シミュレーション装置が、基準曲線に対応する基準直線に沿って配置される、立体構造に対応する模型構造を示す形状データを生成するステップを含む。本方法は、シミュレーション装置が、形状データにおける基準直線に対して取得した向かい角を有する方向から、流体を流入させる流体シミュレーションを行うステップを含む。 A simulation method according to one embodiment of the present invention is a simulation method for evaluating the influence of a three-dimensional structure provided on an object due to a fluid using a simulation apparatus. The three-dimensional structure is arranged along a reference curve defined on the object. The method includes the step of the simulation device obtaining an opposite angle that is an angle between a reference direction based on the reference curve and a direction in which the fluid flows into the three-dimensional structure on the object. The method includes the step of generating shape data indicating a model structure corresponding to a three-dimensional structure, the simulation apparatus being arranged along a reference straight line corresponding to the reference curve. The method includes a step of performing a fluid simulation in which the simulation apparatus causes the fluid to flow in from a direction having an opposite angle acquired with respect to a reference straight line in the shape data.
本発明の一態様に係るシミュレーション装置は、物体上に設けられる立体構造が流体によって及ぼす影響を評価するシミュレーション装置である。 A simulation apparatus according to one embodiment of the present invention is a simulation apparatus that evaluates the influence of a three-dimensional structure provided on an object exerted by a fluid.
本発明に係るシミュレーション方法及びシミュレーション装置によると、物体上に立体構造を設ける際に立体構造が流体によって及ぼす影響を簡易に評価することができる。 According to the simulation method and the simulation apparatus according to the present invention, it is possible to easily evaluate the influence of the three-dimensional structure due to the fluid when the three-dimensional structure is provided on the object.
(実施形態1)
実施形態1では、本発明の具体的な一実施例として、タイヤの熱流体シミュレーション及びその検証方法への適用例を説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, as a specific example of the present invention, an application example to a thermal fluid simulation of a tire and its verification method will be described.
1.構成
1−1.概要
本実施形態に係るタイヤの熱流体シミュレーション及びその検証方法の概要について、図1,2を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るタイヤ1の熱流体シミュレーションを説明するための図である。図2は、タイヤ1のタイヤサイド部10に設けられる種々の立体構造を例示する図である。
1. Configuration 1-1. Outline An outline of a thermal fluid simulation and verification method for a tire according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining a thermal fluid simulation of the
図1は、タイヤ1が回転する状態の熱流体シミュレーションの様子を示している。図1において、タイヤ1の回転軸をz軸とし、タイヤ1の回転方向を矢印d1で示している。熱流体シミュレーションによると、図1に示すように、タイヤ1の回転中に、空気等の流体の流れが、タイヤサイド部10等のタイヤ1の周囲に生じる様子を再現できる。タイヤ1は、本実施形態において立体構造が設けられる物体の一例である。
FIG. 1 shows a state of thermal fluid simulation in a state where the
図2(a),(b),(c)は、タイヤ1のタイヤサイド部10に設けられる立体構造として、種々の突起11の構成例を示している。図2(a)では、突起11が矩形状に形成され、タイヤ周方向に周期的に配置されている。図2(b)では、突起11が斜方形状に形成され、タイヤ周方向に対して同じ向きで等間隔に配置されている。図2(c)では、突起11が斜方形状に形成され、タイヤ周方向に対して向き及び間隔が変動しながら配置されている。
2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C show configuration examples of
本実施形態では、タイヤサイド部10に種々の形状の突起11を設けた際に、突起11が空気流によってタイヤ1を冷却する効果、即ち空冷効果を、熱流体シミュレーションを用いて予測することを想定している。この際、予測された空冷効果を検証するために、風洞試験を行う。なお、タイヤ1上に設ける立体構造は、上記のような突起11に限らず、例えばディンプル、フィンなど種々の立体構造であってもよい。以下、本実施形態に係るシミュレーション装置、及び風洞設備の構成について、それぞれ説明する。
In the present embodiment, when the
1−2.シミュレーション装置の構成
本実施形態に係るシミュレーション装置の構成を、図3を参照して説明する。図3は、シミュレーション装置2の構成を示すブロック図である。
1-2. Configuration of Simulation Device The configuration of the simulation device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
シミュレーション装置2は、例えばPCなどの情報処理装置で構成される。シミュレーション装置2は、図3に示すように、演算処理部20と、記憶部21と、機器インタフェース22と、ネットワークインタフェース23とを備える(以下、「インタフェース」を「I/F」という。)。また、シミュレーション装置2は、操作部24と、表示部25とを備える。
The
演算処理部20は、例えばソフトウェアと協働して所定の機能を実現するCPUやMPUを含み、シミュレーション装置2の全体動作を制御する。演算処理部20は、記憶部21に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行い、各種の機能を実現する。例えば、演算処理部20は、CFD(数値計算流体力学)に基づく流体シミュレーション或いは熱流体シミュレーションやCAD,CAEに基づく設計シミュレーション等が実現されるプログラムを実行する。上記のプログラムは、ネットワークから提供されてもよいし、可搬性を有する記録媒体に格納されていてもよい。
The
なお、演算処理部20は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。演算処理部20は、CPU、MPU、GPU、GPGPU、マイコン、DSP、FPGA、ASIC等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。
The
記憶部21は、シミュレーション装置2の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体である。例えば、記憶部21は、タイヤ1の形状データ(例えばCADデータ)、シミュレーションにおける物理条件やメッシュ条件、境界条件のパラメータなどを記憶する。記憶部21は、図3に示すように、データ格納部21a及び一時記憶部21bを含む。
The
データ格納部21aは、所定の機能を実現するために必要なパラメータ、データ及び制御プログラム等を記憶し、例えばハードディスク(HDD)や半導体記憶装置(SSD)で構成される。
The
一時記憶部21bは、例えばDRAMやSRAM等のRAMを構成する半導体デバイスで構成され、データを一時的に記憶(保持)する。また、一時記憶部21bは、演算処理部20の作業エリアとして機能してもよい。
The
機器I/F22は、シミュレーション装置2に他の機器を接続するための回路(モジュール)である。機器I/F22は、所定の通信規格にしたがい通信を行う。所定の規格には、USB、HDMI、IEEE1395、WiFi、Bluetooth等が含まれる。機器I/F22は、他の機器から諸情報を取得する取得部の一例である。
The device I /
ネットワークI/F23は、無線または有線の通信回線を介してシミュレーション装置2をネットワークに接続するための回路(モジュール)である。ネットワークI/F23は所定の通信規格に準拠した通信を行う。所定の通信規格には、IEEE802.3,IEEE802.11a/11b/11g/11ac等の通信規格が含まれる。ネットワークI/F23は、ネットワークを介して諸情報を取得する取得部の一例である。
The network I /
操作部24は、ユーザが操作を行うユーザインタフェースである。操作部24は、例えば、キーボード、タッチパッド、タッチパネル、ボタン、スイッチ、及びこれらの組み合わせで構成される。操作部24は、ユーザによって入力される諸情報を取得する取得部の一例である。
The
表示部25は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで構成される。表示部25は、例えば操作部24から入力された情報など、種々の情報を表示する。
The
以上の説明では、PCで構成されるシミュレーション装置2の一例を説明した。シミュレーション装置2はこれに限定されず、種々の装置構成を有してもよい。例えば、シミュレーション装置2は、ASPサーバなどの一つ又は複数のサーバ装置であってもよい。また、クラウドコンピューティングにおいて、各種シミュレーションが行われてもよい。
In the above description, an example of the
1−3.風洞設備の構成
本実施形態では、風洞設備を用いた風洞試験により、熱流体シミュレーションにおいて予測された空冷効果の検証等の実測評価を行う。以下、図4,5,6を参照して、本実施形態に係る風洞設備の構成を説明する。
1-3. Configuration of Wind Tunnel Facility In the present embodiment, measurement evaluation such as verification of the air cooling effect predicted in the thermal fluid simulation is performed by a wind tunnel test using the wind tunnel facility. Hereinafter, the configuration of the wind tunnel facility according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、本実施形態に係る風洞設備3の全体構成を示す斜視図である。本実施形態に係る風洞設備3によると、簡易な構成によって上記のような実測評価を簡易に行うことができる。風洞設備3は、図4に示すように、流路30と、送風機31とを備える。
FIG. 4 is a perspective view showing the overall configuration of the
流路30は、空気等の流体が流入するように、トンネル状に構成される。流路30は、トンネル中において流体の効果を観測するための観測部32を含む(図5参照)。流路30は、適宜、流体の流れを整流する整流部などを含んでもよい。
The
送風機31は、図4に示すように、流路30の一端に設置される。送風機31は、稼働状態において、空気流A1を流路30内に引き込むように送風動作を行う。これにより、流路30内の観測部32において、流体が一様に流れる一様流A2を生じさせることができる。なお、空洞設備3における送風機31の送風動作は引き込みに限らず、例えば、送風機31を流路30の他端に設置して流路30に対して吹き出すように送風してもよい。
The
図5は、風洞設備3における観測部32を説明するための図である。観測部32は、図5に示すように、風洞試験装置4と、サーモカメラ33と、観測窓30aとを含む。
FIG. 5 is a diagram for explaining the
風洞試験装置4は、風洞試験の対象となる立体構造などの模型を構成する装置である。風洞試験装置4は、図5に示すように、流路30の内部に設置される。風洞試験装置4の構成について、図6を用いて説明する。
The wind tunnel testing device 4 is a device that forms a model of a three-dimensional structure or the like that is a target of the wind tunnel test. As shown in FIG. 5, the wind tunnel test apparatus 4 is installed inside the
図6は、本実施形態に係る風洞試験装置4の構成を示す斜視図である。風洞試験装置4は、図6に示すように、サンプル40と、ヒータ41と、絶縁ゴム42と、土台43とを備える。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the wind tunnel testing apparatus 4 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the wind tunnel test apparatus 4 includes a
サンプル40は、風洞試験による実測評価の対象となる立体構造の模型を構成する部材である。サンプル40は、例えば、シリコンゴムなどの弾性部材で構成される。サンプル40は、タイヤ1の突起11と相似形状を有する突起40aを備える。サンプル40では、例えば平板部材上に突起40aが所定の並び方で配列される。サンプル40の突起40aは、タイヤ1の突起11に対応する模型構造の一例である。
The
ヒータ41は、例えばラバーヒータやフィルムヒータで構成される。ヒータ41は、サンプル40を加熱するように、サンプル40の底面に設置される。
The
絶縁ゴム42は、ヒータ41と土台43との間に設置される。絶縁ゴム42は、ヒータ41から土台43への熱伝導を遮断する。なお、絶縁ゴム42は適宜、省略或いは他の部材に置換されてもよい。
The insulating
土台43は、サンプル40及びヒータ41を、絶縁ゴム42を介して支持する。土台43の主面は、例えば平面であり、例えば水平面を構成する。土台43の主面は、平面でなくてもよく、例えば山形、弓形などの湾曲面であってもよい。これにより、風洞試験装置4において、タイヤサイド部などの表面形状を模し易くすることができる。
The
図5に戻り、風洞試験装置4は、観測部32において、例えばサンプル40の長手方向が一様流A2の流れの方向と平行になるように設置される。
Returning to FIG. 5, the wind tunnel test apparatus 4 is installed in the
サーモカメラ33は、温度分布を示す熱画像を撮像する赤外線サーモグラフィカメラである。サーモカメラ33は、観測窓30aから流路30内部を撮像するように設置される。観測部32においては、サーモカメラ33に代えて、又はこれに加えて、種々の温度計測手段を用いてもよい。
The
観測窓30aは、図5に示すように、流路30における例えば鉛直方向上側の壁面に設けられる。風洞試験装置4の設置位置は、観測窓30aの鉛直方向下側に設定される。これにより、観測部32においてサーモカメラ33から熱画像によるサンプル40の温度分布を観察できる。
As shown in FIG. 5, the
2.動作
以上のように構成されたシミュレーション装置2及び風洞設備3による動作について、以下説明する。
2. Operation The operation of the
2−1.空冷効果の検証について
まず、本実施形態に係るシミュレーション装置2及び風洞設備3の動作の概要として、空冷効果の検証についての本発明者の知見を、図7を用いて説明する。
2-1. Regarding Verification of Air Cooling Effect First, as an overview of operations of the
図7は、タイヤ1の回転中に突起11に流入する空気流A2の様子を示している。シミュレーション装置2の熱流体シミュレーションによると、回転中のタイヤ1上で空気流A2が突起11を介して発達する様子等をシミュレーションできる。例えば、突起11で分断された分流A3a,A3bが層流になるのか乱流になるのか、層流の境界層はどう発達するのか、この際の対流熱伝達がどうなるのか等、種々の物理現象がシミュレーションできる。本発明者は、シミュレーション結果に基づく空冷効果を検証するためには、例えば風洞試験において、突起11に流入する空気流A2の状態を再現する必要があることに着目した。
FIG. 7 shows a state of the air flow A2 that flows into the
本実施形態に係る風洞設備3(図4)は、上述のとおり、簡易な構成によって一様流を生じさせる。一方、タイヤ1の回転中の空気流は一様流にならず、風洞試験と不一致がある。本発明者は、鋭意検討を重ね、上記の不一致を解消するための知見を得た。すなわち、図7に示すように、空気流A2はタイヤ1の回転に応じて、回転位置毎に異なる向きで突起11に流入する。ここで、図7の例では、それぞれの突起11がタイヤ周方向に対して同じ向きで配置されている。この場合、それぞれの突起11に対する空気流A2の相対的な向き(後述する向かい角)は、それぞれ一定になっている。換言すると、タイヤ1の回転中に、突起11と空気流A2との相対的な関係は、回転位置に依らず一定とみなすことができる。
The wind tunnel facility 3 (FIG. 4) according to the present embodiment generates a uniform flow with a simple configuration as described above. On the other hand, the air flow during the rotation of the
以上の知見に基づき、本発明者は、突起11と空気流A2との相対的な関係を再現しながら、一様流を用いて風洞試験を行う方法を想到するに到った。上記の相対的関係を考慮することにより、シミュレーションした種々の物理現象が再現可能になり、空冷効果の検証が可能になる。以下、本実施形態に係る動作の詳細を説明する。
Based on the above knowledge, the present inventor has come up with a method for performing a wind tunnel test using a uniform flow while reproducing the relative relationship between the
2−2.風洞試験方法について
本実施形態に係る風洞試験方法について、図8,9を参照して説明する。図8は、本実施形態に係る風洞試験方法の手順を示すフローチャートである。図9は、風洞試験方法における向かい角を説明するための図である。
2-2. About Wind Tunnel Test Method A wind tunnel test method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the wind tunnel test method according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram for explaining the opposite angle in the wind tunnel test method.
図8のフローチャートによる手順は、例えば実測評価を行う評価者が、本実施形態に係るシミュレーション装置2及び風洞設備3を用いることによって行われる。
The procedure according to the flowchart of FIG. 8 is performed by, for example, an evaluator who performs measurement evaluation using the
まず、評価者は、実測評価の対象とするタイヤ1上の突起11に対する流体の流入条件を取得する(S1)。ステップS1の工程は、例えばシミュレーション装置2を用いてCFDに基づく処理を実行することにより、行われる。ステップS1におけるシミュレーション装置2の処理については後述する。
First, the evaluator obtains a fluid inflow condition for the
ステップS1における流入条件は、評価対象のタイヤ1の各種環境下で、流体がタイヤ1上の突起11に流入する際の物理的な条件である。流入条件は、流速、及び向かい角を含む。流速は、突起11に流入する流体と、突起11との間の相対速度である。向かい角は、流体が突起11に流入する方向と、所定の基準方向との間の角度(流入角度)である。向かい角について、図9(a)を用いて説明する。
The inflow conditions in step S1 are physical conditions when the fluid flows into the
図9(a)は、CFD計算におけるタイヤ1の一部の形状データを示す。図9(a)において、曲線C1は、タイヤ周方向(即ち回転方向)に沿って設定される円弧状の基準曲線である。各突起11の配置は、基準曲線C1を基準として判別できる。矢印d2は、基準曲線C1上の代表点P1に流入する流体の流入方向を示す。向かい角αは、例えば代表点P1における基準曲線C1の接線C2の方向と、流体の流入方向d2との間の角度として規定される。代表点P1は、例えば隣接する突起11の中点に選ばれる。向かい角αは、タイヤ1のタイヤ径および回転速度等に応じて変化し、例えば10°近傍である。
FIG. 9A shows shape data of a part of the
図8に戻り、次に、評価者は、取得した流入条件に基づいて、風洞試験装置4を作製する(S2)。ステップS2では、例えばシミュレーション装置2を用いた演算処理が行われる。ステップS2における演算処理については後述する。図9(b)に、ステップS2で得られる風洞試験装置4のサンプル40のデータを例示する。
Returning to FIG. 8, next, the evaluator creates the wind tunnel test apparatus 4 based on the acquired inflow conditions (S2). In step S2, for example, arithmetic processing using the
図9(b)において、直線C3は、サンプル40上に設定される、図9(a)の基準曲線C1に対応する基準直線である。ステップS2では、タイヤ1における基準曲線C1に沿った突起11の配置が、サンプル40における基準直線C3に沿った突起40aの配置に対応するように、配置変更される。矢印d3は、風洞試験における一様流の流入方向を示す。ステップS2では、基準直線C3の傾きが、一様流の流入方向d3に対して、取得した向かい角α分傾くように設定される(図9(a)参照)。
In FIG. 9B, a straight line C3 is a reference straight line corresponding to the reference curve C1 of FIG. In step S2, the arrangement of the
また、ステップS2において、例えば評価者は、取得した流速に基づき、レイノルズ数を基準としてサンプル40のサイズをスケーリングする(詳細は後述)。スケーリングされたサイズにおいて、例えば図9(b)の例のように設定されたサンプル40が作製される。さらに、風洞試験装置4(図6)が、例えば土台43に絶縁ゴム42を介してヒータ41を固定し、ヒータ41上に作製されたサンプル40を固定することによって作製される。なお、ステップS2の工程において、突起11の配置変更(図9(a),(b))と、スケーリングとを行う順序は特に限定されず、適宜、適切な順序において行われる。
In step S2, for example, the evaluator scales the size of the
次に、評価者は、風洞設備3において、一様流が向かい角αに応じてサンプル40の突起40aに流入するように、作製した風洞試験装置4を設置する(S3)。具体的に、図5に示すように、風洞設備の観測部32において、サンプル40の長手方向が流体の流入方向に一致するように位置決めして、風洞試験装置4を設置する。これにより、サンプル40上では突起40aが向かい角α分傾いた直線状に配置されているため、一様流が適切に突起40aに流入することとなる。
Next, the evaluator installs the produced wind tunnel test apparatus 4 so that the uniform flow flows into the
次に、評価者は、風洞設備3を稼働しながら、サンプル40の温度を計測する(S4)。具体的に、観測部32に設置した風洞試験装置4に対して、送風機31の送風動作を開始させる(図4)。さらに、図5に示すように、観測部32におけるサーモカメラ33から、サンプル40の熱画像を撮像する(図11参照)。
Next, the evaluator measures the temperature of the
以上の手順により、本フローチャートによる風洞試験方法は終了する。 With the above procedure, the wind tunnel test method according to this flowchart is completed.
以上の風洞試験方法によると、評価対象のCFD計算における向かい角αを再現するサンプル40により(図9(a),(b))、シミュレーションした種々の物理現象が再現可能になり、空冷効果の検証等の実測評価が容易に行える。
According to the above wind tunnel test method, the simulated physical phenomenon can be reproduced by the
また、以上の風洞試験装置4によると、サンプル40上の突起40aの配置が向かい角α分の傾きを有するため、風洞試験において向かい角αを再現する位置決めが容易に行える(S3)。
Further, according to the wind tunnel test apparatus 4 described above, since the arrangement of the
上記のステップS2におけるサンプル40のスケーリングの詳細について、図10を用いて説明する。図10は、風洞試験方法におけるスケーリングの一例を例示する図である。
Details of the scaling of the
図10は、評価対象のCFD計算が、特性長さL=0.040m、流速v=19.3m/s、動粘性係数ν=1.51×10^−5に設定して実行された例を示している。サンプル40のサイズは、評価対象のCFD計算と風洞試験のサンプル40との間で、レイノルズ数Reが一致するようにスケーリングされる。レイノルズ数Reは、立体構造の特性長さLと、流速vと、流体の動粘性係数νとによって規定される。図10においては、特性長さLとして突起11,40aのタイヤ径方向における長さを用いている。図10の例では、CFD計算のレイノルズ数Reは、51058になっている。
FIG. 10 shows an example in which the CFD calculation to be evaluated is performed with the characteristic length L = 0.040 m, the flow velocity v = 19.3 m / s, and the kinematic viscosity coefficient ν = 1.51 × 10 ^ −5. Is shown. The size of the
図10では、風洞試験において実現される流速vが、CFD計算の場合よりも1.74倍小さい11.1m/sであり、それぞれの動粘性係数νは同一である例を示している。このような場合、風洞試験のサンプル40のサイズがCFD計算の場合よりも1.74倍大きくなるようにスケーリングし、風洞試験におけるレイノルズ数ReをCFD計算のレイノルズ数Re=51058に一致させる。これにより、図10に示すように、サンプル40の突起40aの特性長さL=0.069mを求めることができる。この際、突起40aの幅、厚み、間隔なども、同じ倍率においてスケーリングされる。
FIG. 10 shows an example in which the flow velocity v realized in the wind tunnel test is 11.1 m / s which is 1.74 times smaller than that in the case of the CFD calculation, and the respective kinematic viscosity coefficients ν are the same. In such a case, the wind
図10の例に関する上記の風洞試験の実測結果について、図11,12を用いて説明する。 The actual measurement result of the wind tunnel test related to the example of FIG. 10 will be described with reference to FIGS.
図11は、風洞試験のステップS4における熱画像を説明するための図である。ステップS4によると、図11に示すように、サンプル40上の突起40aが配置された位置及び配置されていない位置を含む領域の熱画像が撮像される。熱画像により、撮像された領域中の温度分布が計測される。本例では、図10の例のようにスケーリングした突起40aを有するサンプル40の熱画像を撮像すると共に、同条件下で突起40aを有しないサンプルの熱画像を撮像した。両者の比較結果を、図12に示す。
FIG. 11 is a diagram for explaining a thermal image in step S4 of the wind tunnel test. According to step S4, as shown in FIG. 11, the thermal image of the area | region containing the position where the processus |
図12は、図11の熱画像中の区間[P2,P3]における温度分布のグラフを示している。図12のグラフにおいて、縦軸は温度[℃]であり、横軸は区間[P2,P3]中の位置[mm]である。また、図12では、突起40aがない場合の同区間の温度分布を示している。図12によると、突起40aがある場合の温度分布は、全体的に突起40aがない場合よりも低温になっている。また、突起40aがあるサンプル40上でも、突起40aがある位置が、突起40aがない位置よりも低温になっている。このように、本実施形態に係る風洞試験方法によると、突起40aによる空冷効果を検証することができる。
FIG. 12 shows a graph of the temperature distribution in the section [P2, P3] in the thermal image of FIG. In the graph of FIG. 12, the vertical axis is the temperature [° C.], and the horizontal axis is the position [mm] in the section [P2, P3]. FIG. 12 shows the temperature distribution in the same section when there is no
以上の風洞試験方法の手順(図8)の説明においては、風洞試験における評価対象がCFD計算において設定される例について説明した。風洞試験における評価対象はこれに限らず、例えば実際のタイヤであってもよい。 In the description of the procedure of the wind tunnel test method (FIG. 8), an example in which the evaluation target in the wind tunnel test is set in the CFD calculation has been described. The evaluation target in the wind tunnel test is not limited to this, and may be an actual tire, for example.
また、上記のステップS1の説明では、CFD計算において評価対象の突起11に対する流入条件を取得したが、これに限らず、例えば実測によって流入条件を取得してもよい。例えば、実際のタイヤの回転実験において、突起の周囲に紛体を散布したり、或いは旗を設置したりして、突起に流入する空気流を可視化する。これにより、可視化した空気流の画像解析などに基づき流入条件を取得できる。
In the description of step S1, the inflow condition for the
また、上記のステップS1の説明では、向かい角αの基準方向と基準曲線C1の接線方向(C2)としたが(図9(a))、基準方向はこれに限らず、例えば基準曲線C1の法線方向であってもよい。また、基準方向は基準曲線C1に対して、タイヤ1の回転に応じた突起11の相対的な移動に関する所定の関係を満たす方向であってもよい。
In the description of step S1, the reference direction of the opposite angle α and the tangential direction (C2) of the reference curve C1 are used (FIG. 9A). However, the reference direction is not limited to this, and for example, the reference curve C1 It may be a normal direction. Further, the reference direction may be a direction that satisfies a predetermined relationship with respect to the relative movement of the
また、上記のステップS2,S3では、突起40aの配置が向かい角α分の傾きを有するサンプル40を用いたが、向かい角α分の傾きを有しないサンプル40を用いてもよい。この場合、風洞試験装置4の設置位置を調整することにより、風洞試験において向かい角αを再現する。
In steps S2 and S3 described above, the
また、上記のステップS4では、風洞試験において温度計測を行ったが、温度計測に限らず、例えばサンプル40における圧力分布及びトルク等の計測、或いは流れの可視化が行われてもよい。また、上記のステップS4では、温度計測のために熱画像を撮像したが、これに限らず、種々の温度計測手段を用いてもよい。
In step S4, the temperature measurement is performed in the wind tunnel test. However, the measurement is not limited to the temperature measurement. For example, the pressure distribution and torque in the
2−3.シミュレーション装置の処理について
上記の風洞試験方法のステップS1,S2(図8)におけるシミュレーション装置2の処理について、図13,14,15を参照して説明する。図13は、本実施形態に係るシミュレーション装置の処理を示すフローチャートである。
2-3. Processing of Simulation Device The processing of the
本フローチャートにおける各処理は、シミュレーション装置2の演算処理部20によって実行される。演算処理部20は、適宜、評価者等のユーザの操作を受け付けて各処理を実行してもよい。
Each process in this flowchart is executed by the
まず、シミュレーション装置2の演算処理部20は、タイヤモデルのCFD計算を行う(S11)。本実施形態では、実際のタイヤの形状を簡略化したタイヤモデルを用いてCFD計算を行う。タイヤモデルのCFD計算について、図14(a),(b)を用いて説明する。
First, the
図14(a)は、タイヤモデル5のデータ構造を示す。タイヤモデル5は、タイヤ1の全体形状を、所定厚みの中空円筒形状に簡略化した数値計算モデルである。タイヤモデル5は、図14(a)に示すように、トレッド領域R1、ビード領域R2、タイヤサイド領域R3、及びパッド領域R4を有する。トレッド領域R1、ビード領域R2、及びタイヤサイド領域R3は、それぞれ実際のタイヤのトレッド部、ビード部、及びタイヤサイド部に対応する三次元領域である。パッド領域R4は、例えばランフラットタイヤにおける補強ゴムに対応する三次元領域である。
FIG. 14A shows the data structure of the
本実施形態に係るタイヤモデル5において、タイヤサイド領域R3及びパッド領域R4は、図14(a)に示すように、タイヤ周方向にわたって隣接する二層構造を構成する。タイヤサイド領域R3は、外面側の形状を立体的に変更可能に構成され、種々の突起11を設定可能である(図14(b)参照)。パッド領域R4は、タイヤサイド領域R3に覆われる熱源として設定される。これにより、例えばランフラットタイヤにおいて補強ゴムが発熱した際の熱流体シミュレーション、及び空冷効果を奏する適切な立体構造の探索などを簡単に行うことができる。
In the
図14(b)は、タイヤモデルのCFD計算におけるアセンブル状態を示す。演算処理部20は、図14(b)に示すように、タイヤ1の周囲に、空気を表す流体6を設定する。本実施形態では、流体6は、例えば静止状態であると設定される。CFD計算において、演算処理部20は、タイヤ1を回転運動させる。この際、例えば時速80kmの走行状態に対応する回転数がタイヤ1に設定される。なお、流体6の設定により、実使用条件における路面移動、向かい風といった現象を反映させてもよい。
FIG. 14B shows an assembled state in the CFD calculation of the tire model. As shown in FIG. 14B, the
図13に戻り、次に、演算処理部20は、シミュレーション結果に基づいて、向かい角αを計算する(S12)。例えば、図9(a)を参照すると、まず、演算処理部20は、タイヤ1におけるタイヤ周方向に沿ってタイヤ1上に基準曲線C1を設定する。基準曲線C1は、例えば突起11の中心位置を通るように設定される。さらに、演算処理部20は、タイヤ1上で基準曲線C1と流体の軌跡の交点P1を抽出し、交点P1における基準曲線C1の接線C2と、流体の軌跡の方向d2との間の角度を、向かい角αとして算出する。
Returning to FIG. 13, next, the
また、演算処理部20は、シミュレーション結果に基づいて流速を計算する(S13)。例えば、演算処理部20は、上記の交点P1における流速を算出する。なお、流速は、タイヤ1上で他の点において算出されてもよいし、複数の点にわたる平均速度で算出されてもよい。また、ステップS12,S13の順序は特に限定されず、逆順であってもよい。
Further, the
次に、演算処理部20は、タイヤ1全体のデータから、風洞試験の検証対象とするデータ領域を抽出する(S14)。例えば、演算処理部20は、タイヤ全周のタイヤサイド部10を含むデータから、ユーザが指定する領域のデータを切り出すことにより、本処理を実行する。
Next, the
次に、演算処理部20は、抽出したデータ領域において、変換処理の基準を設定する(S15)。具体的に、まず演算処理部20は、図15(a)に示すように、抽出したデータ領域において回転座標系(r,θ)を定義する。回転座標系(r,θ)において、径方向の座標rはタイヤ1の半径に対応し、周方向の座標θは回転角度に対応する。次に、演算処理部20は、定義した回転座標系(r,θ)において、周方向に沿った基準曲線C1を規定する基準半径値roを算出する。基準半径値roは、例えば突起11の中心位置に対応する。
Next, the
次に、演算処理部20は、タイヤ1上の突起11を配置変更するための変換処理を行う(S16)。本変換処理は、抽出したデータ領域上で設定した基準曲線C1に沿った突起11の並び方を維持しながら、基準曲線C1を直線状の基準直線C3に変換するように突起11の配置を変更する処理である。
Next, the
ステップS16の処理において、まず演算処理部20は、変換先の直交座標系(x,y)を定義する(図15(b)参照)。次に、演算処理部20は、例えば変換前の各突起11の基準曲線C1上の代表点の座標に対して次式を演算し、変換後の直交座標系(x,y)における突起11’の位置を算出する。
In the process of step S16, first, the
また、演算処理部20は、突起11の向きに関しても上式(1)を変換式として、例えば基準曲線C1上の代表点の接ベクトルなどを変換することにより、直交座標系(x,y)における向きを算出する。これにより、図15(b)に示すように、基準曲線C1が基準直線C3に変換される配置変換が実現される。
Further, the
次に、演算処理部20は、変換処理の変換結果に基づいて、サンプル40のデータを生成する(S17)。具体的に、演算処理部20は、算出した向かい角αに基づいて、変換処理後のデータ領域に対して、直交座標系(x,y)のxy平面上で基準直線C3を向かい角α分傾けるように、回転及び並進などの幾何学的変換を行う。これにより、風洞試験装置4を作製するためのサンプル40のデータが得られる(図9(b)参照)。
Next, the
演算処理部20は、サンプル40のデータを生成し、例えば記憶部21に格納することにより、本フローチャートによる処理を終了する。
The
以上の処理によると、シミュレーション装置2によって、風洞試験による評価対象の流入条件が取得され、向かい角αを有するサンプル40のデータが得られる。評価者は、サンプル40のデータを用いて、所望のスケーリングにおいて風洞試験装置4を作製できる。
According to the above processing, the
以上の処理に加えて、例えばユーザが風洞試験の流速を示す情報を指定することにより、シミュレーション装置2が、レイノルズ数を一致させるようにサンプル40のスケーリングの演算処理を行ってもよい。本処理は、例えばステップS16の変換処理等とは順不同である。
In addition to the above processing, for example, when the user designates information indicating the flow velocity of the wind tunnel test, the
以上のステップS16の説明において、代表点を用いる変換処理の一例を説明した。変換処理は上記の例に限らず、例えば、変換前のデータ領域中の座標の全ての点を式(1)に基づき変換してもよい。この場合、突起11の形状も変換されることとなる。また、データ領域中の突起11の高さ方向にz座標を定義し、各点のz座標については恒等変換を行うようにしてもよい。
In the description of step S16 above, an example of conversion processing using representative points has been described. The conversion process is not limited to the above example, and for example, all the points of the coordinates in the data area before conversion may be converted based on Expression (1). In this case, the shape of the
また、以上の処理では、シミュレーション装置2がサンプル40のデータを生成した(S17)。これに限らず、例えばシミュレーション装置2の処理はステップS13で終了してもよい。得られた情報に基づき、ユーザが突起11の配置変更等を行ってもよい。例えば、タイヤ周方向に等間隔に突起11が配置される場合、隣接する突起11間の間隔及び向きを計測し、対応する間隔及び向きにおいてサンプル40上の突起40aを配置することによりサンプル40を作製することができる。この際、サンプル40上の突起40aの間隔は、例えば基準半径値ro及びレイノルズ数を基準とするスケーリングに基づき、適宜、設定されてもよい。
In the above processing, the
また、ステップS11の処理において、タイヤサイド領域R3において種々の突起11の形状を試行しながらタイヤモデルのCFD計算を繰り返し、評価対象の立体構造を決定するようにしてもよい。
Further, in the processing of step S11, the CFD calculation of the tire model may be repeated while trying various shapes of the
3.まとめ
以上のように、本実施形態に係る風洞試験方法は、タイヤ1上に設けられる突起11が流体によって及ぼす影響を評価する風洞試験方法である。突起11は、タイヤ1上で規定される基準曲線C1に沿って配置されている。本方法は、基準曲線C1に基づく基準方向と、流体がタイヤ1上の突起11に流入する方向d2との間の角度である向かい角αを取得する工程(S1)を含む。本方法は、基準曲線C1に対応する基準直線C3に沿って、突起11に対応する、サンプル40上の突起40aが配置される風洞試験装置4を作製する工程(S2)を含む。本方法は、風洞試験装置4における基準直線C3に対して取得した向かい角αを有する方向から、流体を突起40aに流入させる風洞試験を行う工程(S4)を含む。
3. Summary As described above, the wind tunnel test method according to the present embodiment is a wind tunnel test method for evaluating the influence of the
以上の風洞試験方法によると、タイヤ1上の突起11に流入する流体と、突起11との間の向かい角αが、風洞試験装置4における突起40aにおいて再現されるように、風洞試験が行われる。これにより、タイヤ1上に突起11を設ける際に突起11が流体によって及ぼす空冷効果などの影響を簡易に評価することができる。
According to the above wind tunnel test method, the wind tunnel test is performed so that the opposite angle α between the fluid flowing into the
本実施形態において、評価対象の物体であるタイヤ1は、回転体である。基準曲線C1は、回転体の回転方向に沿った円弧である。本方法によると、回転体の回転運動によって生じる空気流を、風洞試験において簡易に再現することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、風洞試験を行う工程(S4)は、一様流を模型構造であるサンプル40の突起40aに流入させる。一様流を生じさせる簡易な風洞設備3において、空冷効果などの影響を評価することができる。なお、本風洞試験方法は、一様流に限らず、他の流体の流れを用いて行われてもよい。例えば送風機31による送風の向き及び風量等を経時的に変化させながら、風洞試験を行ってもよい。
Further, in the present embodiment, in the step (S4) of performing the wind tunnel test, a uniform flow is caused to flow into the
また、本実施形態において、評価対象の立体構造は、複数の突起11を含む。評価対象の立体構造は、複数の突起11に限らず、例えば一つの突起11を含んでもよい。この場合、基準曲線C1を基準とする突起11の向きと、基準直線C3を基準とするサンプル40上の突起40aとを一致させる。
In the present embodiment, the three-dimensional structure to be evaluated includes a plurality of
また、本実施形態において、風洞試験を行う工程(S4)は、サンプル40の温度の計測を行う工程を含む。温度計測に限らず、圧力、トルクなどの種々の物理量が計測されてもよい。
In the present embodiment, the step (S4) of performing the wind tunnel test includes a step of measuring the temperature of the
また、本実施形態において、サンプル40の突起40aは、レイノルズ数に基づきタイヤ1上の突起11のサイズに対応するサイズを有する。これにより、レイノルズの相似則によってタイヤ1上の突起11と同様の物理現象を風洞試験において再現できる。なお、本実施形態に係る風洞試験方法は、必ずしもレイノルズ数を一致させるスケーリングで行われなくてもよい。この場合であっても、向かい角αに基づき、流体が突起11によってどのように分断されるか等を確認、評価するために、本方法は有用である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、向かい角を取得する工程(S1)は、流体シミュレーションに基づき向かい角αを取得する。本工程は、流体シミュレーションに限らず、実測評価によって行われてもよい。 In the present embodiment, the step (S1) of acquiring the opposite angle acquires the opposite angle α based on the fluid simulation. This step is not limited to fluid simulation, and may be performed by actual measurement evaluation.
また、本実施形態におけるシミュレーション方法においては、シミュレーション装置2が、タイヤ1を示すタイヤモデル5のモデルデータに基づく熱流体シミュレーションを行ってもよい(S11)。タイヤモデル5のモデルデータは、基準曲線C1に沿って隣接するタイヤサイド領域R3(第1の領域の一例)及びパッド領域R4(第2の領域の一例)を有する。タイヤサイド領域R3には種々の形状の突起11などの立体構造が設定され、パッド領域R4は熱源に設定される。
Moreover, in the simulation method in this embodiment, the
これにより、例えばランフラットタイヤにおける補強ゴムなどの発熱に対する突起11の設計など、空冷効果のための立体構造の設計及び空冷効果の検証を、熱流体シミュレーションにおいて簡易に行うことができる。
Thereby, for example, the design of the three-dimensional structure for the air-cooling effect and the verification of the air-cooling effect such as the design of the
(実施形態2)
上記の実施形態1では、サンプル40上の突起40aに関する風洞試験を実施した。実施形態2では、サンプル40上の突起40aに関して風洞試験の実施に代えて、熱流体シミュレーションを行う。以下、本実施形態に係るシミュレーション方法について、図16及び図17を参照して説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the wind tunnel test on the
図16は、実施形態2に係るシミュレーション装置2の処理を示すフローチャートである。本フローチャートにおける各処理は、シミュレーション装置2の演算処理部20によって実行される。
FIG. 16 is a flowchart illustrating processing of the
まず、演算処理部20は、サンプル40のデータを生成する(S31)。ステップS31における処理は、演算処理部20が、図13のフローチャートにおけるステップS11〜S17の各処理を実行することによって行われる。これにより、例えば図9(b)に示すようなサンプル40の形状を示すデータが得られる。
First, the
次に、演算処理部20は、生成したサンプル40のデータに基づいて、データ上のサンプル40の突起40aに、方向d3から一様流を流入させるように、CFD計算を実行する(S32)。ステップS32において、演算処理部20は、タイヤモデルのCFD計算におけるレイノルズ数を計算し、本処理におけるレイノルズ数が計算したレイノルズ数に一致するように、一様流の流速及び突起40aのサイズを設定して、シミュレーションを実行する。
Next, based on the data of the generated
次に、演算処理部20は、シミュレーション結果に基づいて、例えばサンプル40上の所定領域(図11参照)の温度分布を抽出する(S33)。ステップS33において、演算処理部20は、サンプル40の内部の温度分布を抽出してもよい。演算処理部20は、例えば抽出した温度分布をグラフ上にプロットして出力し、本フローチャートによる処理を終了する。
Next, the
以上の処理によると、サンプル40に対する風洞試験がシミュレーション装置2上で実現され(S32)、評価対象の突起11による影響を簡易に評価することができる。
According to the above processing, the wind tunnel test for the
図17は、本処理による温度分布のグラフの一例を示す。図17の例では、実施形態1に係る図11の例と同じ形状の突起40aに対して、ステップS31〜S33の処理を行った。図17では、図11の熱画像中の区間[P2,P3]と同様の区間におけるデータ上のサンプル40の温度分布を示している。図12のグラフと図17のグラフとを比較すると、互いに酷似した温度分布を有していることが分かる。
FIG. 17 shows an example of a temperature distribution graph by this processing. In the example of FIG. 17, the processes of steps S31 to S33 are performed on the
以上のように、本実施形態に係るシミュレーション装置2の熱流体シミュレーション(S32)によっても、実施形態1に係る空洞試験の場合と同様に、評価対象の突起11による空冷効果を簡易に評価可能である。
As described above, also by the thermal fluid simulation (S32) of the
以上のように、本実施形態に係るシミュレーション方法は、シミュレーション装置2により、タイヤ1上に設けられる突起11が流体によって及ぼす影響を評価するシミュレーション方法である。シミュレーション装置2は、向かい角αを取得する(S12)。シミュレーション装置2は、サンプル40の突起40aを示す形状データを生成する(S31)。シミュレーション装置2は、形状データにおける基準直線C3に対して取得した向かい角αを有する方向d3から、流体を流入させる流体シミュレーションを行う(S32)。
As described above, the simulation method according to the present embodiment is a simulation method for evaluating the influence of the
また、本実施形態に係るシミュレーション装置2は、記憶部21と、演算処理部20とを備える。記憶部21は、タイヤ1上で規定される基準曲線C1に沿って配置されている突起11を示す情報が格納されている。演算処理部20は、記憶部21に格納された情報に基づく流体シミュレーションを行う。
In addition, the
また、本実施形態に係るプログラムは、上記のシミュレーション方法をシミュレーション装置2に実行させるためのプログラムである。
The program according to the present embodiment is a program for causing the
以上のシミュレーション方法、シミュレーション装置2及びプログラムによると、向かい角αを有する方向d3から、流体を流入させる流体シミュレーションを行うことによって、簡易に空冷効果等の突起11による影響を評価することができる。
According to the above simulation method, the
(他の実施形態)
本発明の具体的な一実施例として、タイヤの熱流体シミュレーション及びその検証方法への適用例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記の各実施形態では、対象とする物体がタイヤ1であったが、タイヤ1に限らず、例えばホイール、ファン、プロペラなどの種々の回転体を対象の物体としてもよい。また、対象は回転体に限らず、流体に接触することが想定される動体および静止体を含む種々の物体を対象としてもよい。
(Other embodiments)
As a specific embodiment of the present invention, an example of application to a thermal fluid simulation of a tire and its verification method has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in each of the embodiments described above, the target object is the
また、上記の各実施形態では、流体が空気である場合の熱流体シミュレーション及び風洞試験について説明したが、流体は水であってもよいし、種々の気体及び液体であってもよい。また熱流体シミュレーションにおいて、非物理的な種々の流体を設定してもよい。 In each of the above embodiments, the thermal fluid simulation and the wind tunnel test in the case where the fluid is air have been described. However, the fluid may be water, or may be various gases and liquids. In the thermal fluid simulation, various non-physical fluids may be set.
また、上記の各実施形態では、タイヤ1のタイヤサイド部10に設けられる突起11を評価対象の立体構造としたが、タイヤサイド部に限らず、例えばトレッド部、ビード部などタイヤ上で任意の場所に設けられる種々の立体構造を評価対象としてもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the processus |
また、上記の各実施形態では、実際のタイヤ形状を簡略化したタイヤモデルを用いているが、より実際のタイヤ形状に近い形状のタイヤモデルを用いてもよい。また、タイヤ内部の詳細な構造、例えば部位によるゴム物性の違いや、繊維材料等をより詳細に再現してもよい。また、熱源の与え方については、パッド領域に限らず、パッド領域以外の発熱が想定される複数の部位に設定してもよい。また、熱源は部材内に一様に与えるだけでなく、部材内で任意に分布させてもよい。 In each of the above embodiments, a tire model in which the actual tire shape is simplified is used, but a tire model having a shape closer to the actual tire shape may be used. Further, the detailed structure inside the tire, for example, the difference in rubber physical properties depending on the part, the fiber material, etc. may be reproduced in more detail. Moreover, about how to give a heat source, you may set not only to a pad area | region but to the some site | part by which heat_generation | fever other than a pad area | region is assumed. Further, the heat source may be distributed not only uniformly within the member but also arbitrarily distributed within the member.
1 タイヤ
11 突起
2 シミュレーション装置
20 演算処理部
4 風洞試験装置
40 サンプル
40a 突起
C1 基準曲線
C3 基準直線
α 向かい角
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記立体構造は、前記物体上で規定される基準曲線に沿って配置されており、
前記シミュレーション装置は、
前記基準曲線に基づく基準方向と、前記流体が前記物体上の立体構造に流入する方向との間の角度である向かい角を取得するステップと、
前記基準曲線に対応する基準直線に沿って配置される、前記立体構造に対応する模型構造を示す形状データを生成するステップと、
前記形状データにおける前記基準直線に対して取得した向かい角を有する方向から、流体を流入させる流体シミュレーションを行うステップと
を含むシミュレーション方法。 A simulation method for evaluating the influence of a three-dimensional structure provided on an object exerted by a fluid using a simulation device,
The three-dimensional structure is arranged along a reference curve defined on the object,
The simulation apparatus includes:
Obtaining an opposite angle that is an angle between a reference direction based on the reference curve and a direction in which the fluid flows into a three-dimensional structure on the object;
Generating shape data indicating a model structure corresponding to the three-dimensional structure, arranged along a reference straight line corresponding to the reference curve;
Performing a fluid simulation for injecting fluid from a direction having an opposite angle acquired with respect to the reference straight line in the shape data.
前記モデルデータは、前記基準曲線に沿って隣接する第1及び第2の領域を有し、
前記第1の領域には前記立体構造が設定され、前記第2の領域は熱源に設定される
請求項1に記載のシミュレーション方法。 The simulation device further includes performing a thermal fluid simulation based on model data representing the object;
The model data has first and second regions adjacent along the reference curve,
The simulation method according to claim 1, wherein the three-dimensional structure is set in the first region, and the second region is set as a heat source.
前記基準曲線は、前記回転体の回転方向に沿った円弧である
請求項1又は2に記載のシミュレーション方法。 The object is a rotating body;
The simulation method according to claim 1, wherein the reference curve is an arc along a rotation direction of the rotating body.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, wherein the three-dimensional structure includes one or a plurality of protrusions.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, wherein the step of performing the fluid simulation includes a step in which the simulation apparatus calculates a temperature of the model structure based on a thermal fluid simulation.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, wherein the model structure has a size corresponding to a size of the three-dimensional structure based on a Reynolds number.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, wherein the object includes a tire.
前記物体上で規定される基準曲線に沿って配置されている立体構造を示す情報が格納される記憶部と、
前記基準曲線に基づく基準方向と、前記流体が前記物体上の立体構造に流入する方向との間の角度である向かい角を算出する演算処理を行う演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、
前記基準曲線に対応する基準直線に沿って配置される、前記立体構造に対応する模型構造を示す形状データを生成し、
前記形状データにおける前記基準直線に対して取得した向かい角を有する方向から、流体を流入させる流体シミュレーションを行う
シミュレーション装置。 A simulation device for evaluating the influence of a three-dimensional structure provided on an object exerted by a fluid,
A storage unit for storing information indicating a three-dimensional structure arranged along a reference curve defined on the object;
An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing to calculate an opposite angle that is an angle between a reference direction based on the reference curve and a direction in which the fluid flows into the three-dimensional structure on the object;
The arithmetic processing unit includes:
Generating shape data indicating a model structure corresponding to the three-dimensional structure, arranged along a reference straight line corresponding to the reference curve;
A simulation apparatus for performing a fluid simulation for injecting a fluid from a direction having an opposite angle acquired with respect to the reference straight line in the shape data.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108534982A (en) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 西南交通大学 | A kind of easement curve for mountain area simulation of wind |
CN109029907A (en) * | 2018-07-18 | 2018-12-18 | 大连理工大学 | A kind of parameter similar method of pneumatic thermal environmental test simulated conditions |
CN110646159A (en) * | 2019-10-18 | 2020-01-03 | 中国建筑第八工程局有限公司 | Construction method for high-precision control and measurement of cast-in-place bare concrete wind tunnel |
CN116882034A (en) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 武汉大学 | Urban three-dimensional greening distribution method based on three-dimensional simulation |
JP7487613B2 (en) | 2020-08-25 | 2024-05-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Heat transfer simulation method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53118582U (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-20 | ||
JPS5847149U (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | bench test equipment |
JPS6315135A (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-22 | Mazda Motor Corp | Method for measuring air stream of vehicle |
JPH0961307A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Meidensha Corp | Environmental testing device for vehicle |
US20080148805A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | John Michael Mahoney | Sensor calibration device and method for a tire |
JP2015114151A (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | 横浜ゴム株式会社 | Simulation model creating method, and program |
JP2016020187A (en) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 住友ゴム工業株式会社 | Run flat tire |
-
2016
- 2016-08-01 JP JP2016151432A patent/JP6737657B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53118582U (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-20 | ||
JPS5847149U (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | bench test equipment |
JPS6315135A (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-22 | Mazda Motor Corp | Method for measuring air stream of vehicle |
JPH0961307A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Meidensha Corp | Environmental testing device for vehicle |
US20080148805A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | John Michael Mahoney | Sensor calibration device and method for a tire |
JP2015114151A (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | 横浜ゴム株式会社 | Simulation model creating method, and program |
JP2016020187A (en) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 住友ゴム工業株式会社 | Run flat tire |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108534982A (en) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 西南交通大学 | A kind of easement curve for mountain area simulation of wind |
CN109029907A (en) * | 2018-07-18 | 2018-12-18 | 大连理工大学 | A kind of parameter similar method of pneumatic thermal environmental test simulated conditions |
CN110646159A (en) * | 2019-10-18 | 2020-01-03 | 中国建筑第八工程局有限公司 | Construction method for high-precision control and measurement of cast-in-place bare concrete wind tunnel |
JP7487613B2 (en) | 2020-08-25 | 2024-05-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Heat transfer simulation method |
CN116882034A (en) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 武汉大学 | Urban three-dimensional greening distribution method based on three-dimensional simulation |
CN116882034B (en) * | 2023-09-06 | 2023-11-17 | 武汉大学 | Urban three-dimensional greening distribution method based on three-dimensional simulation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6737657B2 (en) | 2020-08-12 |
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