CONVERGE Studio 3.1 with Solvers

CONVERGEは、シミュレーションプロセスにおけるメッシュ生成のボトルネックを解消する画期的な数値流体力学（CFD）プログラムです。 エンジンシミュレーションの専門家が開発したプログラムで、エンジンおよびエンジン以外のシミュレーションに直接使用することが可能です。 さらに、セットアッププロセスを高速化し、シミュレーションが可能な限り効率的に計算できるようにするための多くの機能を提供します。3D、非圧縮性または圧縮性、非定常または定常、固定または移動表面を持つ複雑な形状に流れる化学反応のシミュレーションをサポートし、プログラムは任意の数の化学種に対して計算を実行することができ 化学反応、過渡的な液体噴霧、層流や乱流など。

CONVERGE 3.0は、前バージョンに新機能、拡張機能、および拡張機能を追加しています。CONVERGE 3.0で最も注目すべき強化点の1つは、スケーリングの劇的な向上で、多数のプロセッサーでソフトウェアを実行した場合に大幅なスピードアップを実現します。

「CONVERGE 3.0では、解法グリッドよりも粗いブロックで領域を分割していたのを、解法グリッドを直接分割するように変更しました」と、Convergent Science社の共同経営者でありCONVERGEの主要開発者の1人でもあるKeith Richards氏は述べています。「これにより、埋め込みレベルが非常に高いものを含め、どのようなソリューションメッシュに対しても良好な負荷バランスを得ることができ、CONVERGEは数千のコアでも十分にスケールすることができるのです。

シミュレーション実行時にCONVERGEが情報を保存する方法もバージョン3.0で変更され、その結果、メモリフットプリントが大幅に削減されました。さらに、CONVERGEのポストプロセッサであるTecplot for CONVERGEがよりシームレスにソフトウェアに統合され、ユーザーにとってよりスムーズなワークフローを実現します。

CONVERGE 3.0は、以前のバージョンよりも柔軟なメッシングが可能です。自律的なメッシングにより、CONVERGEはランタイムに最適化されたデカルトメッシュを自動的に生成します。3.0では、ユーザーがオプションでグリッドの領域にインレイメッシュを組み込んで、より少ないセル数で正確な結果を得ることができます。インレイメッシュは、数値粘性を下げるために流れ方向に沿って配置することができ、また、3方向すべてではなく、1方向または2方向にのみメッシュを絞り込むことができます。これにより、例えば、壁に垂直な方向のみメッシュの解像度を上げることで、計算コストを抑えながら境界層を正確に解決することができます。

CONVERGEの新機能の中には、2つの新しい燃焼モデルがあります。LESと組み合わせて使用する肥厚火炎モデル（TFM-LES）は、ボイラー内の火炎前面を解像するような、長さスケールの差が大きいシミュレーションに有効です。2つ目の新しいモデルであるSAGE PDFは、RANSでモデル化された火炎における乱流と化学の相互作用を考慮したものです。

バージョン3.0では、CONVERGEの化学機能も強化されました。SAGE詳細化学ソルバーは、特に大規模な反応機構に対して大幅なスピードアップを果たし、CONVERGEは市場で最も高速な化学ソルバーの1つとなっています。さらに、CONVERGE 3.0では、新しい0次元化学反応器、新しい1次元炎速ソルバー、化学メカニズムを操作するための拡張ツールなど、多数の新しい化学ツールを搭載しています。

CONVERGEは、シミュレーションプロセスにおけるグリッド生成のボトルネックを解消する、画期的な数値流体力学（CFD）プログラムです。CONVERGEは、エンジンシミュレーションの専門家によって開発され、エンジンシミュレーションと非エンジンシミュレーションの両方に簡単に使用することができます。多くのCFDプログラムとは異なり、CONVERGEはユーザー定義の簡単なグリッド制御パラメータに基づき、完全に直交する構造化グリッドを実行時に自動的に生成します。このグリッド生成方法によって、グリッドを手動で生成する必要が完全になくなります。さらに、CONVERGEには、セットアップを迅速に行い、シミュレーションの計算効率を高めるための機能が多数用意されています。

CONVERGE CFDソフトウェアは、CONVERGEソルバー、CONVERGE Studioグラフィカルユーザーインターフェース（GUI）、およびCONVERGEケミストリーツールで構成されています。

CONVERGEソルバー

CONVERGEソルバーは、複雑な形状や可動部を持つシステム内の反応する流れを解くために設計されています。CONVERGEの主な特徴の1つは「自律的なメッシング」で、CONVERGEが自動的に計算メッシュを作成および改良することにより、ユーザーの手からメッシングプロセスを取り除くことができます。CONVERGEの自律的なメッシング機能には、自動メッシュ生成と適応型メッシュリファインメントが含まれます。

CONVERGE Studio

CONVERGE Studio GUIには、CONVERGEソルバー用のプリプロセッシングおよびポストプロセッシングツールが含まれています。CONVERGEでCFDシミュレーションを実行する前に、CONVERGE Studioのプリプロセッシングツールを使用して、表面形状の準備、入力ファイルの設定、および反応メカニズムの設定を行うことができます。CONVERGEシミュレーションの実行後は、CONVERGE Studioのラインプロットモジュールと3D可視化モジュールを使ってシミュレーション結果を可視化し、解釈することができます。

CONVERGEケミストリ・ツール

CONVERGEには、SAGE詳細化学ソルバー用の化学ツールが多数含まれています。これらのツールには、0Dソルバー、1Dソルバー、メカニズム・リダクション、メカニズム・マージ、メカニズム・チューニング、およびサロゲート・ブレンダーが含まれます。0Dソルバー（自動点火）は、温度、圧力、当量比などの燃料パラメータのセットに対して点火遅延を計算します。計算時間を短縮するために、メカニズムリダクションツールは、シミュレーション結果に最も影響を与えない化学種と反応を削除します。メカニズムマージツールは、2つの反応メカニズムを1つに統合し、メカニズムチューニングツールは、指定された性能目標に適合するように反応メカニズムを最適化します。CONVERGE Studioでは、サロゲートブレンダーツールが実燃料を多成分サロゲートで近似し、その特性は以下の通りです。