接合メッシュ — CAE用語解説

接合メッシュ（Conformal Mesh）というのは、2つの部品の接触面でノードが完全に一致しているメッシュのことだ。たとえばボルトと穴の接触面、溶接ビードと母材の境界——これらで境界側のノードがぴったり重なっていると、変位・力の受け渡しが直接できて計算が単純で精度が高い。逆にノードがずれているメッシュを非接合メッシュ（Non-conformal）と呼んで、インターポレーションが必要になる。

よくある。複雑な形状の組立体では、部品ごとに独立してメッシュを切ると境界でノードが合わないことがほとんどだ。例えばエンジンのシリンダーブロックにヘッドガスケットをはめ込む場合、それぞれの面メッシュを揃えるのは大変だ。こういうとき使うのがタイ拘束（Tie Constraint）、MPC（多点拘束）、モルタル法などの接合技術だ。AbaqusのTie制約はまさにこれで、非接合面の変位をスレーブ・マスター関係で伝達する。

大抵の場合はOKだけど、精度やコストに違いが出る。接合メッシュ：精度◎、計算コスト○、メッシュ作成コスト×（作るのが難しい）。非接合＋タイ制約：精度○〜◎（接合面の解像度次第）、計算コスト△（自由度が増える）、メッシュ作成コスト◎（各部品独立で切れる）。実務では大規模アセンブリでは非接合＋タイが標準的で、溶接部や応力集中が重要な箇所だけ接合メッシュにするという使い分けをすることが多い。

CFDでは「AMI（Arbitrary Mesh Interface）」という概念が使われる。回転機械の解析——例えばポンプのインペラまわり——では、静止域と回転域でメッシュが独立していて非接合だ。OpenFOAMのcyclicAMI境界条件がこれを処理する。ノードがぴったり合っていないところで補間をして流量・圧力・速度を受け渡す。接合の方が精度は高いが、回転する形状にはそもそも接合メッシュが作れないから非接合が必須になる。

関係ある。スライドメッシュは時間ステップごとに回転域のメッシュが動いて接触面のノードが常に変わる。AMIは各ステップで非接合インターポレーションを動的に更新することで対応している。ターボ機械のTransient解析はほぼ必ずこれだ。計算が重いのでMRF（Moving Reference Frame）という疑似定常近似を使って時間を節約するのが典型的な実務判断だよ。メッシュの接合・非接合の選択はこういう解析手法の選択にも直結する。

• 非接合メッシュ
• タイ接触
• MPC