1Dシミュレーション — CAE用語解説

そう、空間を1次元に簡略化して、システム全体の動きを素早く計算する手法だ。例えば自動車のエンジンと冷却系と油圧系をひとまとめにして、走行中の温度や圧力の変化を数秒で解析できる。

目的が違うんだ。3DのCFDやFEMは局所的な流れや応力の分布を詳しく見るためのもの。一方1Dは、複数のサブシステムを連携させてシステム全体の挙動トレンドを素早く把握するために使う。設計初期段階で100通りのパラメータ組み合わせを試すとき、3D解析では時間がかかりすぎる。

主に上流設計だ。例えばモビリティ開発では、SimulinkやModelicaを使って電動パワートレインの熱管理システムを1Dで最適化してから、細部を3Dで詰める。FMIという規格があって、異なるツール間で1Dモデルを交換してシステム連成できる。

まさに。電子基板の冷却解析では、部品をノードと熱抵抗のネットワークで表現する熱回路法も1Dシミュレーションの一種だ。ICパッケージの温度を数ミリ秒で計算できるので、熱設計の早期検討に欠かせない。

それが今の主流だ。1Dで大局を掴んで、問題が起きそうな箇所だけ3Dで深掘りする。計算リソースを賢く配分できるから、開発期間の短縮につながる。