風荷重:ブラフボディを過ぎる流れ
    ― 自動車技術会 CFDベンチマークテスト ―

解析の詳細

      【解析結果】
      e-flowでの計算結果を次に示す。 偏瑶角(車体の風向に対する傾き)は0°である。

       


      図6.偏瑶角0° 風速分布 右・垂直断面分布 左:水平断面分布

       


      図7.偏瑶角0° 風圧分布 右・垂直断面分布 左:水平断面分布

       

      別途行った偏瑶角20の解析結果を次に示す。

       


      図8.偏瑶角20° 風速分布 右・垂直断面分布 左:水平断面分布

       


      図9.偏瑶角20° 風圧分布 右・垂直断面分布 左:水平断面分布

       

      【まとめ】
      ・ブラインドベンチマーク(風洞実験結果を一切知らされず解析)と言う試みにも関わらず、  多くのソフトウェアで比較的良好な結果が得られた。
      ・メッシュについては、標準メッシュを用意したが、ほとんどのソフトで独自のメッシュが  用いられた。
      ・ボディ上面や側面に関しては、圧力分布や表面流線など。流れ場をよく再現できることが  わかった。
      ・背面の圧力分布に関しては、特にサイドエッジ、あるいは下端において実験との差が見ら  れた。
      ・空力系数、特にCd値とCs値は、比較的良い精度で算出された。
      ・偏揺角0°と20°の相対的な変化量についても。概ね良好な一致が見られ、実験と傾向が  逆転するようなことはなかった。(以上、豊田中研 堀之内氏[当時])。

       

      上面圧力分布では、e-flow(白線)は風洞実験と良い一致を見た。

      図10.各社の解析結果の比較  偏揺角0°ボディ上面の圧力分布 中心断面

       

      側面圧力分布でも、やはりe-flow(白線)は風洞実験と良い一致を見た。

      図11.各社の解析結果の比較  偏揺角0°ボディ側面の圧力分布

       

      e-flowは側面値ではかなり実験値に近い。

      図12.各社の解析結果の比較  偏揺角0°ボディ背面の圧力分布 中心断面

       


      表4 各CFDソフトウェアの計算時間

       

       スパコン・ワークステーション・PCと高速なコンピュータも使われている中で、e-flowの計算の速さは、当時の他のCFDソフトウェアと比べて抜きん出ている事が分かる。
・解析の目的
 2006年自動車技術会CFD技術委員会主催のCFDベンチマークテストに参加し車体周りの風圧解析を行った。解析モデル形状は、自動車技術会から提供されたCADデータに準拠した(下図参照)。 風洞実験は東海大で行われた。

 


図1.風洞実験用車体模型概観
・解析の内容

図2.風洞実験用車体模型装置概観と解析条件

 

<解析モデル>
 弊社は自社CFDソフトウェア「e-flow」で解析を行った。 作成した解析モデルの概要は次のようである。

 

解析規模
  ・節点数 : 188x104x90 = 1759680
  ・最小格子間隔 : 5mm
離散化の特徴
  ・構造格子コントロールボリューム法
 ・SuperCartesian法 (CutCellの発展法)

 


図3.解析モデルパース図(全景)

 



図4.解析モデルパース拡大 上:前方から俯瞰 下:後方から俯瞰

 

ベンチマークテストに参加したソフトウェアベンダーと解析ソフトウェアは次のようであった。

表1 CFDベンチマーク参加ソフトベンダーとソフトウェア

 

ソフトウェアベンダーが本ベンチマークテストで作成した解析モデルの概要を次に示す。

表2 各ソフトベンダーの作成した解析モデルの概要

 

各ベンダーの解析モデル等をを次に示すが、問題へのアプローチ法は実に様々である。

図5.各ソフトウェアベンダーが作成した解析モデル(抜粋)

 


表3 各ソフトベンダーの使用した乱流モデルと離散化スキーム

 

・Esperanza,Nagare,e-flowは乱流モデルを使用していない。 いずれも非定常計算。 CFDの世界では、乱流モデルが無いのは珍しい事ではない。 
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