OS-E：5005 FluxとOptiStructの連成

この例題では、振動音響解析のためにFlux 2D/3DとOptiStructの連成がどのように行われるかを取り上げます。



図 1. FE Model

モデルファイル

必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。

この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます：
  • Min_ERP_350m_12.fem
  • Wing_SE.h3d
  • Rotor_Super_Element.h3d

モデル概要

目的は、構造解析または最適化のためのOptiStructでの入力となる磁力をFluxで計算することにあります。

ここで使用されるデバイスは、航空機の翼に実装されている燃料ポンプの永久磁石モーターです。このモーターはブラシレスAC永久磁石モーターで、Fluxを用いて電磁解析が行われます。


図 2.
計算時間を短縮するために、3つの異なるスーパーエレメントが生成されています。1つ目のモデルには、モーター付きの燃料ポンプとリブ、およびスーパーエレメントへのリンクが含まれます。モーターのモデルはFlux 2Dで設計されています。燃料ポンプは12個の留め具で翼のボディのウェブRib03に取り付けられています。目的は、電磁力を評価し、力を計算することにあります。機構のメッシュはHyperMeshからFluxにインポートされ、計算後、力はOptiStruct用にエクスポートされます。この電磁パフォーマンスは制約条件の定義に使用でき、力はOptiStruct解析での荷重として用いることが可能です。Fluxから抽出された力を使ってOptiStructで周波数応答解析が実行され、Rib03ウェブについて等価放射パワー（ERP）の出力が要求されます。


図 3. 抽出された力と等価放射パワー（ERP）出力
注:
  1. Fluxからの入力の詳細については、Fluxのドキュメントをご参照ください。
  2. Fluxからの力は、直交座標系で提供されます。Flux2Dを使用して力を計算しているため、力の軸方向(Z)成分はありません。このように、力がかかる節点では、円筒座標系ではなく、直交座標系で計算を行います。

    さらに、OptiStructモデル内の固定子は全体Z軸に沿って配向されていないため、荷重を正しい方向に付与するために局所直交座標系が使用されています。

結果



図 4. 翼のボディの等価放射パワー（ERP）


図 5. 周波数に対するERPの変化（単位： mW、db）