マルチフィジックス連成シミュレーション： 概要

説明

用語としてのマルチフィジックス連成シミュレーションは、“外部”として知られている連成に使用されています。外部連成では、他のソフトウェアとのデータ交換と同期が必要です。

原理

マルチフィジックス連成シミュレーションの原理を、電磁 / 熱連成の例を引いて説明します（次のブロックをご参照ください）。

電磁 / 熱連成には次の特徴があります：

• 電磁解析プロセスと熱解析プロセスは互いに独立しています。
• 次に挙げる特定の項によって2組の連立方程式が連成しています：

• 熱解析プロセスで得られる温度は、材料の物理特性（透磁率、固有抵抗、誘電率など）を通じて電磁連立方程式に干渉する量です。
• 電磁気解析から得られる電力損失は、熱伝達の連立熱方程式の熱源に対応する項です。

マルチフィジックス連成シミュレーションでは次の操作が必要です：

• ソフトウェアのアイテム間での情報交換：“どの量をどのドメインで交換すべきか、またどの交換方法を使用できるか”
• データ交換と解析プロセスとの同期：“どの時点でデータを交換し、どの時点で解析プロセスを実行すべきか”

課題

連成シミュレーションの課題には次の現実が関連しています：

• 連成したソフトウェアでそれぞれ異なる解法（有限要素法、解析法、有限差分法など）を使用できます。
• 検討対象とした複数の物理現象間に強い相互依存性があり、その扱い方式が互いに異なる可能性があります（定常状態方式、大きく異なる時定数を使用した過渡方式など）。

操作

ソフトウェアの観点からすると2種類の操作が可能です。それらを下の表に示します。