AI機械学習を利用したPOD/DMD解析システム VFBasis
製品性能を決定する重要な流体メカニズムを自動抽出！
空力性能や音性能の向上に貢献する設計情報を獲得！
「VFBasis」は、AI機械学習を利用したPOD(固有直交分解)/DMD(動的モード分解)システムの業界初の商用パッケージ製品です。宇宙航空研究開発機構(JAXA)の研究成果を基に並列計算高速化や商業ソルバ対応等、ヴァイナスが産業界での利用性を高めるために機能開発した製品です。各種商用CFDソルバに対応・大規模解析結果データの高速読込・関数評価グラフ・特定モードのアニメーション表示等が便利です。
最新ニュース｜What's New
VFBasisの主機能
製品性能を決定する重要な渦振動をAIで自動抽出
POD/DMDによるモード解析の結果、重要なモードをAI機械学習でユーザー指定の数だけ抽出
多数の商用・アカデミー・オープンソースCFDソルバに対応
ANSYS CFX、ANSYS FLUENT、CRUNCH CFD、HELYX、OpenFOAM、PowerFLOW、SCRYU/Tetra、STAR-CCM+、Star-CD、STREAM、VECTIS、FrontFlow/red、FrontFlow/Blue、他
詳細はデータソルバとデータ形式をご確認ください。
CFD計算結果を高速・省メモリで処理可能
PIV計測結果のPOD/DMD解析も対応可能
空力3分力、モーメント3成分の変動成分の大きさを自動計算
それぞれの値のグラフ表示機能有り
現象を理解しやすい各モードのアニメーション表示機能
対応ポストプロセッサ
FieldView、EnSight、商用CFDソルバ付属のポストプロセッサ、ParaView（※1）
EnSight Gold形式のデータに対応
メッシュのリダクション機能
⇒ メッシュを減らすことで、可視化の高速化を実現します
機能の詳細はこちら
※1 ParaViewは正式に認定したポストプロセッサではありません。
VFBasisの特長
VFBasisは、POD(固有直交分解)/DMD(動的モード分解)解析、さらにはその結果から機械学習を利用して重要モードを自動選択することが可能です。
非定常CFD解析結果から製品性能を左右する空間パターンの抽出により、流体メカニズムを理解・把握することで、空力性能や騒音問題などの技術課題の解決を実現します。
POD/DMD解析における従来の問題と課題 ： VFBasisによるそれらの解決
従来課題1. 商用ソルバに非対応...
⇒ 多数の商用ソルバに対応しています。
従来課題2. CFD解析結果の読み込みに膨大な時間がかかる...
⇒ FV-UNS形式との連携により、読み込みの高速化・省メモリ化を実現しました。
従来課題3. 多数のモードが出力され重要モードの特定が困難...
⇒ 製品性能を決定する重要モードを機械学習により自動選択することができます。
従来課題4. 結果の空力評価に多大な手間がかかる...
⇒ 空力変動現象の把握を効率化する、空力特性評価グラフ機能を搭載しています。
従来課題5. 流体メカニズムの理解・把握が困難...
⇒ 選択したモードのアニメーションを作成可能です。→ Dynamic Viewing機能
※ FV-UNS形式は、米国Tecplot社が著作権を有するデータ形式です。
※ Tecplot社はFV-UNS形式の読み込みを認可しておりません。（ヴァイナスは正式に認可契約済です）
空力特性評価グラフ
物体に働く流体力変動の大きさをモード毎にグラフ表示できます。
● 棒グラフの高さは力ではなく、変動成分の大きさを表します。
● 空力三分力(抗力/横力/揚力)の変動成分を評価可能です。
● 指定した軸周りのモーメント変動にも対応しています。
● PowerFLOWやCUBEなどの空間と物体表面を別々に持つデータにも対応しています。※形状stlデータをご用意ください。
New!
● VFBasis 2.0からはEnSight Gold形式対応のポストプロセッサをお使いのお客様も、本機能をご利用いただけるようになりました。
▲ 空力特性評価グラフの一例
Dynamic Viewing機能
任意のDMDモードにおいてアニメーションを作成できます。
● 1周期分の各位相における可視化ファイルを作成可能です。
● GUI操作から等値面アニメーションを作成できます。
● 対応外部ポストプロセッサとの連携により詳細アニメーションが作成可能です。
● アニメーションを用いた動的評価により、任意のモードにおける流体メカニズムの理解を深めることができます。
※GUI操作による等値面アニメーション作成にはFieldViewのライセンスが必要です。
▲ 横力への寄与度が大きいモードにおける
進行方向速度Ux等値面
(FieldViewで作成、黄色と緑色は逆位相の関係)
対象課題
非定常CFD解析結果から製品性能を左右する重要な渦の抽出と流れのメカニズムの把握
● 流れ場の振動モードの自動抽出
● ノイズ等の間欠的/突発的/ランダムな挙動を取り除いた流れ場の解析
● 振動モードや騒音源の探査
● Cd、Cl、Cymへの寄与度が高い振動モードの抽出
● PIV実験結果から随伴流等の物体表面の流れ場の抽出
※ 本解析はVFBasisの基となっているJAXAのFBasisを使用しています。
※ VFBasisで、空力特性評価を実施するにはFieldView-Unstructured (FV-UNS)形式、もしくはEnsight-Gold形式の出力データを用いる必要があります。
※ 空力特性評価グラフ表示のために各空力係数の変動値算出機能を使用する場合、 FieldView®のライセンスが必要です。
▲ 大気圏突入カプセルの後流渦の特徴構造を抽出
宇宙航空研究開発機構(JAXA)
(1) Numerical investigation of wake structures of an atmospheric entry capsule by modal analysis
Y Ohmichi, K Kobayashi, M Kanazaki
Physics of Fluids 31 (7), 074105 https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5092166
対象製品
周期的な時間変化を伴う流れ場が存在する以下の製品等
■ 外部流れの現象解明（流体振動、騒音）
● 輸送関連（自動車、2輪、鉄道車両、航空機、船舶など）
● 土木・建築関連（ビル、橋梁、各種構造物など）、 他
■ 内部流れの現象解明（流体振動、騒音）
● ターボ機械内の流れ（V1では静翼部などの固定座標系のみに対応）
● ダクト、インテーク、各種配管系
● 各種産業機械の流れ（鉄鋼、プラントなど）
● 冷却ファンの騒音源特定、効率-騒音背反の改善（室内・室外機、ラジエータなど）
● 室内空調、車内空調
● 楽器、音響設備
■ PIV（レーザー計測）などの流体実験結果にも適用できます（オプション機能）
New！ 各種PIVメーカーフォーマットに対応します。
※詳細はお問い合わせください。
機能とモジュール構成
VFBasisは、単独の専用GUIから、解析パラメータ設定・解析実行、CFD解析ソルバ出力データの読込、POD,DMD解析と機械学習処理の実行、POD/DMD結果のグラフ表示、動画ファイル作成等、振動解析に必要な処理を行うことができます。
計算サーバー側と手元のクライアントPC側で、以下のようなシステムを構成します。
※1 CFD解析の結果ファイルのフォーマットはFV-UNS形式、OpenFOAM(direct)形式、Plot3D(Q file)形式、Ensight-Gold形式に対応しています。
※2 VFBasisで空力特性評価を実施するにはFV-UNS形式、もしくはEnsight-Gold形式の出力データを用いる必要があります。
※3 空力特性評価グラフ表示のために各空力係数の変動値算出機能を使用する場合、 FieldView®のライセンスが必要です。
稼働環境
Linuxの動作環境は下記の通りです。
■ Linuxシステム
Linux 64 ビット（Ubuntu 18.04LTS, Ubuntu 22.04LTS, RedHat 7, CentOS 7）
Windowsの動作環境は下記の通りです。
■ Windowsシステム
Windows 64 ビット（Windows10, Windows11）
※ VFBasisで、空力特性評価を実施するにはFV-UNS形式、もしくはEnsight-Gold形式の出力データを用いる必要があります。
※ 空力特性評価グラフ表示のために各空力係数の変動値算出機能を使用する場合、 FieldView®のライセンスが必要です。