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No.71「カーボンニュートラルに貢献する数値シミュレーション」

No.71 脱炭素支援サービス特集号

カーボンニュートラルに貢献する数値シミュレーション~省エネ化、水素・再エネ利用に向けたCAE~
Numerical Simulations Contributing to Carbon Neutrality

なぜいまこれが?

カーボンニュートラルの実現には、エネルギー消費量を減らすための省エネ化、二酸化炭素排出原単位を減らすための燃料の転換や再生可能エネルギー(再エネ)の活用が必要とされています。当社は、長年培ったCAEでこれらの取り組みを支援いたします。本稿では省エネ化、水素利用、再エネ利用に貢献する数値シミュレーションをご紹介します。

これがポイント!

自動車など輸送機器の省エネ化には車体や部品の軽量化が重要です。近年注目されている軽量化の設計手法の一つにトポロジー最適化があります。この手法は不要な材料を削るように最適形状を探索する(図1)ため、軽量化の検討に有効です。トポロジー最適化では実現困難な形状が得られる場合がありますが、当社では制約条件の追加により実現性の高い形状を得る工夫も行っております。

水素は、化石燃料に代わるクリーンなエネルギー源として注目されていますが、引火しやすい性質を持つため、その利用には安全対策が重要です。水素の利用機会が増えるにつれ、製造、輸送、貯蔵などの過程において漏洩を想定した対策が必要になると考えられます。水素漏洩時の影響評価や対策検討には拡散シミュレーション(図2)が有効です。水素濃度分布に基づき、センサー設置箇所や可燃濃度下限(4%)未満となるような換気対策の検討が可能です。

再エネ利用において、浮体式洋上風力発電に大きな期待が寄せられています。その開発・設計では浮体運動を高精度に推定することが重要であり、詳細な流体解析が求められています。浮体運動の検討には、波と剛体運動の連成シミュレーション(図3)が有効です。このような連成解析技術は風車の安全性や発電効率の向上に貢献すると考えられます。

上記の他、電化や製造プロセス改善もCAEで支援します。お気軽にお問合せください。

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