ケーススタディ
「USC Rocket Propulsion Lab（USCRPL）は、Ansysのツールを活用することで、洗練された技術を得て、自信を持ってプロジェクトを推進することができました。その結果、わずか数年前には不可能と考えていたプロジェクトに到達することができました。Ansysのシミュレーションソフトウェアのメリットは技術的な側面だけではありません。学生たちはエンジニアリング解析についての知識と経験を身に着け、屈指のエンジニアへと成長しました。」
- Mark McDermott氏（南カルフォルニア大学、Rocket Propulsion Lab解析リーダー）
はじめに
南カリフォルニア大学のRocket Propulsion Lab（RPL）は、初めてロケットの打ち上げに成功した学生チームです。学生たちはプロジェクトのために、多くの技術分野にわたる複雑な問題を解析する必要があります。Ansysのソフトウェアを導入して以来、RPLは、クリティカルシステムの挙動に関する洞察を基に、コンポーネントの性能を予測し、最適化してきました。現在は、Ansysのソフトウェアを標準的に使用し、手作業では効果的に解析できない現象を評価し、予測挙動を検証しています。
課題
Ansysのツールを使用することで、RPLは固体推進における専門知識の枠を越えて、新しい液体燃料ロケットエンジンの設計を一から始めることができました。RPLはこれまで、流体流れ、熱伝達、振動、構造、データ収集の分野において、課題に直面してきました。設計のブレインストーミングの段階では手作業でも有効な場合もありますが、Ansysのシミュレーションソフトウェアを使用すれば、発想段階のアイデアをすぐにテスト可能な設計にすることができます。
エンジニアリングソリューション
- Ansys Fluentを使用して、液体燃料エンジン用にサイズを手計算したピントル型噴射器の形状が撹拌に適していること、流れ分布を均一にすること、また圧力勾配は燃焼室からの逆流を防いで上流の配管の制限範囲内に留まることが確認できました。
- Ansys Mechanicalの非定常伝熱シミュレーションにより、断熱および温度管理の要素が、主要コンポーネントを必要な温度範囲内に維持することが確認できました。
- Ansys Workbenchインターフェース内のパラメータ化された入出力により、起こりうる複数の環境条件下で、設計を迅速に検証することができました。
- 構造シミュレーションにより、ボルトのサイズ指定とマニフォールド材料の選択ができました。
メリット
Ansysのソフトウェアを使用することによって、設計の選択肢を迅速に反復して確認できるようになりました。ソフトウェアを活用して技術的な理解と知識を深めることで、わずか9か月で設計を完成させ、資金を獲得し、初の液体燃料エンジンの試みに着手することができました。また、ソフトウェアを活用した実践的な経験を積むことは、業界で働くための準備にもなりました。物理現象を迅速に解析し、正確なシミュレーション結果を得るためには、適用環境を十分に理解する必要があります。Ansysのソフトウェアを活用することで、エンジニアリング分野における判断力がより向上します。
Ansysができること
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