Workbenchを活用してAutodynで作成したモデルをMechanicalで解析実行することは可能ですか？

[sayaka.suzuki.7a]

燃料タンクに飛翔体が超高速衝突し、タンク破砕する現象を再現したいです。現在考えている解析方法として、まず、Autodynを用いて空気によって加圧された燃料タンクのモデルを作成し、Workbenchを活用してMechanicalにそのモデルを移行してタンクが膨張する現象を解析します。次に、膨張した状態のタンクの解析データを、またWorkbenchを用いてAutodynに移行し、飛翔体がタンクを貫通する現象のみ解析します。最後に、飛翔体が貫通したタンクの解析データを、再度Workbenchを用いてMechanicalに移行して破砕する現象を解析するという工程で考えているのですが、このような方法は可能でしょうか？また、この方法より最適なやり方があれば教えていただきたいです。

[Shinji Kayaba]

ご教示いただいたフローを整理すると、
１．Autodyn（またはWorkbench陽解法動解析）：タンク内圧分布を解析
２．Mechanical：タンクの膨張を解析
３．Autodyn（またはWorkbench陽解法動解析）：飛翔体貫通解析
４．Mechanical：タンク破砕解析
になると認識していますが、お間違えないでしょうか。
この方法は、文末に記載しますように課題が多いと思われますので、Workbench陽解法動解析システムですべてを実行するのが最適と考えます。

陽解法動解析システムに「飛翔体、タンク、空気」形状をインポートし、飛翔体貫通後のタンク破砕までを計算します。
以下の課題がありますが、許容範囲であれば手法としては最も効率的です。いかがでしょうか。

・与圧は瞬時に適用されるが、タンク膨張までに実時間を要するため、条件によっては飛翔体衝突までにタンクが膨張しきっていない可能性がある
　（膨張完了にどの程度時間を要するかは、タンク剛性による）
・飛翔体貫通後の破砕までに要する時間が長い（現象時間が長い）と、計算時価の肥大化、エネルギーエラーの可能性がある

アンシス・ジャパン
萱場

【ご参考】ご教示いただいたフローの各種課題

１→２については、圧力分布をMechanicalに転送するのが困難（できないことはないですが、非常に手間がかかる）かつ、（タンクが膨張する程の）高い内圧であればほぼ一定圧になると思われますので、１を敢えて実行する必要はないかと思います。
そのため、少なくとも２からの実行で十分と思われます。

２→３ではタンク初期状態が考慮されますが、３における空気モデルを２で扱えません。
Mechanicalシステムと陽解法動解析システム間で「構造物の初期状態考慮」が可能ですが、陽解法動解析側で流体モデルを扱う場合、Mechanical側にも同モデルが必要となります。
しかしMechanical側ではオイラー定義が不可のため、この方法は不可となります。
代替方法として
・Mechanicalの変形形状を出力し、その形状に合わせた空気モデルを作成
・陽解法動解析で「変形後タンク形状および、その形状に合わせた空気形状」「飛翔体」をインポート
　併せて、タンクの応力ひずみをWorkbenchの外部データシステムでマッピング
もございますが、この応力ひずみマッピングは推奨方法ではないため、結果精度を見た上でユーザー様にて使用可否をご判断いただくことになります。

３→４については、Mechanicalは陰解法ソルバーのため、破砕＝構造物が分断する解析は不得意です。
多少亀裂が進展する等、分離しない範囲まで、とお考え下さい。
破砕まで解析するには陽解法動解析を推奨しておりますが、上記と同様に初期応力ひずみの考慮に難がございます。

[sayaka.suzuki.7a]

アンシス・ジャパン

萱場様

ご返信ありがとうございます。鈴木です。

解析フローについてですが、萱場様のご認識の通りで相違ございません。

私の考えた解析フローは課題点が多いと分かりました。

萱場様のご提案していただいた方法で、陽解法動解析システムにAUTODYNで作成した「タンク・飛翔体・空気」の形状をインポートしてみたのですが、エラーが生じてしまいインポートできませんでした。

AUTODYNで作成したモデルと、陽解法動解析システムに形状インポートした際に生じたエラーについての資料を添付しましたので、また問題点がありましたら教えていただけますと幸いです。なお、資料の通り、空気のモデルはSPHで作成しているのですが、その場合もAUTODYNで作成したモデルはMechanicalで扱うことができないのでしょうか。

よろしくお願いいたします。

[Shinji Kayaba]

ご連絡が遅くなりましたが、Workbenchの解析システムの「ジオメトリ」セルでは、標準で「.stp」「.igs」をインポート可能です。「.prt」は追加ライセンス（CAD Interfaceライセンス）なしではインポートすることができません。
また、「.prt」は複数のCADソフトウェアで標準形式として採用されているため、使用したCAD用のCAD Interfaceライセンスが必要となります。
もし使用したCADでSTEP形式で出力可能であれば、.stpとしてインポート可能と思います。

一方で、陽解法動解析でSPHを使用する場合、Autodynと同様に「CAD形状に対して粒子を充填させる」ことで粒子を作成します。そのため、必要なCADデータが読めればモデリング可能と考えます。

アンシス・ジャパン
萱場