課題
ユニークで汎用性が高く、循環型製品を手掛けるConnectum社は、同社の「ClicFloat」ソーラーパネルの浮力システムを再設計し、環境面でも経済面でもより持続可能なものにすることを目指していました。
北欧全域において、大規模な温室がスーパーマーケットで販売されるサラダ野菜の大部分を供給していますが、従来の栽培方法よりも効率的である一方で、大量の灌漑を必要とします。貯水のため、温室には通常、大規模な人工貯水池が併設されており、この灌漑システムに関連する最も大きなコストの一つは、水の汲み上げと排出にかかる費用です。コネクタム社は、貯水池の水面にソーラーパネルを浮かべ、ポンプ駆動用の電力を供給すると同時に、蒸発による水分の損失を最小限に抑えるための覆いとしても機能させることを解決策として見出しました。
初期のプロトタイプを開発した後、同社はエンジニアリングコンサルティング会社であるVectaynに依頼し、製造に先立ち、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）を用いて設計の進捗管理と検証を行いました。 ソーラーパネルアレイが様々な自然条件（風、波、雪）やメンテナンス時の荷重に耐えなければならないという要件のもと、Vectayn社は、実施する必要のある幅広い解析に対応できる柔軟性を備えつつ、モデルの規模が大きく、チームが地理的に分散している状況でも効率的なワークフローを維持できるCAEスイートを必要としていました。
解決策
Vectayn社は、LS-DYNAがマルチフィジックス解析において提供する柔軟性が、求められる幅広い調査要件を満たすことを認識し、このソルバーを採用しました。また、Oasys LS-DYNA環境は、LS-DYNAのキーワードと完全に互換性があることから選定され、これによりVectayn社はソルバーの潜在能力を最大限に引き出すことが可能となりました。
LS-DYNAで実行するためのモデルを効率的に準備・構築するために、プリプロセッサとしてOasys PRIMERが使用されました。2023年の英国会議で発表された通り、Oasys D3PLOTは、解析結果の可視化、設計全体のチェック、および断面ツールを使用した部品間の接合部の相互作用のシミュレーションに活用されました。 また、波と太陽電池パネル間の流体構造相互作用についても、LS-DYNAの任意ラグランジュ・オイラー法（ALE）機能とOasys D3PLOTを用いてモデル化を行い、Vectayn社はさまざまな波の力によって太陽電池パネルに生じる応力を特定することができました。
FEMZIPは、ワークフローの効率化を実現する上で極めて重要なツールであることが判明しました。これにより、チームは品質を損なうことなく大容量ファイルを圧縮し、ファイルサイズを97%削減することで、チームメンバー間のデータ転送を円滑に行うことができました。
結果
Vectayn社は、Oasys LS-DYNA環境を活用することで、グローバルな連携を図り、解析を成功裏に実施することができました。同社は、解析結果に基づき初期のプロトタイプを大幅に改良・強化し、すべての荷重要件を満たすことに成功しました。その後、再設計されたClicFloatソーラーパネルが導入され、設置コストの削減、灌漑のランニングコストの低減、そして環境への直接的な恩恵が実現されています。 「Vectayn社は30年以上にわたり、LS-DYNAおよびOasysスイートを活用してきました。その柔軟性と幅広い活用実績により、コンサルティング業務に最適です。同チームのALE法は、構造物と流体の相互作用を正確にモデル化する上で極めて重要な役割を果たしました。」 – ダン・ページ、Vectayn社 取締役
