流体解析の課題

流体解析の課題

CFDを利用する場合

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複雑な流体現象の解析を行う必要が
あり計算時間がかかりすぎる

複雑な流体現象の解析を
行う必要があり計算時間が
かかりすぎる


※数値流体力学(CFD: Computational Fluid Dynamics)
※一般的に、この数値流体力学を「流体解析」と呼ぶ

AIメイン(サロゲートモデル)で流体解析する場合

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大量の正解データを必要とし
解析条件/形状に関する汎化性能も不十分
CFDと比較して、信頼性が低い
総合的な必要時間はあまり短縮できない

大量の正解データを必要とし
解析条件/形状に関する
汎化性能も不十分
CFDと比較して、信頼性が低い
総合的な必要時間はあまり短縮できない

アラヤ独自のCFD×AIのハイブリッド技術
により流体機器の空力特性予測で
革新的な短期間化を実現

アラヤ独自のCFD×AIの
ハイブリッド技術により
流体機器の空力特性予測で
革新的な短期間化を実現

AI予測の柔軟性/高速性と、CFDの信頼性とを兼ね備えた解析を行うことで革新的な短期間化が期待できます。これによって、社会ニーズを踏まえた高付加価値を有する競争力のあるものづくりが今まで以上に可能となります。
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CFD

AI

との

ハイブリッド技術

高信頼かつ高速な空力特性予測ソリューション

高信頼かつ高速な空力特性
予測ソリューション

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高速な非定常空力特性予測

CFDと比較し
大幅な高速化が可能

CFDと比較し大幅な高速化が可能

1-2

少量データで高い汎化性能

物理法則を組み込んだ
Neural Networkにより
少量の正解データで学習可能
解析条件/形状に関する汎化性能が高い

1-3

予測結果の高い信頼性

CFDに基づく高精度かつ
高信頼予測が可能

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NeumaticAIが実現する設計サイクルの総合的な時間の短縮化

AIメイン(サロゲートモデル)の流体解析では、推論時間は短くなりますが、学習時にCFDを使用して生成した大量の正解データが必要であり、結果として、多くの時間を消費することにより、総合的な必要時間はあまり短縮できません。
また、AIモデルの内部がブラックボックス的であり予測の根拠付けが非常に困難であることから、信頼性が低くなります。

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CFDとAIのハイブリッド技術「NeumaticAI」の特徴
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01

CFDの一部をAIにより高度化*
信頼性を担保しつつ高速化を実現

CFDの一部をAIにより高度化*信頼性を担保しつつ高速化を実現

アラヤのNeumaticAIでは、活用できるCFD技術は最大限活用し、CFDの一部をAIにより高度化していきます。このようにAIがCFDにおいて担う箇所を最小限にとどめているため、 少量のデータであっても高い汎化性能と高信頼な解析結果を期待できます。

*物理モデルの代替(高精度化に寄与)、離散誤差の吸収(高速化に寄与)

AIメイン(サロゲートモデル)の流体解析の場合

CFDに複雑な処理のすべてをAIで代替しようとするため、信頼性が低くなりがちです

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の場合

NeumaticAIの場合

CFDの一部をAIにより高度化*することにより信頼性を最大限損なうことなく高速な計算が可能

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02

CFD技術、物理法則を最大限活用し、
高速かつ信頼性の高い解析を実現

CFD技術、物理法則を最大限活用し、 高速かつ信頼性の高い解析を実現

CFDの複雑な処理のすべてをAIで代替するのではなく、CFD技術, 物理法則を最大限活用することにより、高速かつ信頼性の高い解析が可能となります。

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03

専門性の高い開発経験に裏打ちされた技術

専門性の高い開発経験に裏打ちされた技術

アラヤでは、自動車業界の複数のメーカー様への開発支援を通じて培った知見を活用することで、流体解析へのAI適用を実現。以下の3点で、設計検討時間短縮の高速化を検証しました。それらの経験に基づいて開発されたのがNeumaticAIです。
  1. 性能値の直接予測(解析プロセス全体をAIで代替。形状パラメータ/流れ条件→性能値予測)
  2. CFDの高速化(CFDによる流れ場の時間発展の解析をAIで代替)
  3. 設計探査の効率化(空力性能からの設計変更/探査をAIで分析・効率化)
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