構造解析ソフトウェア　Advance/FrontSTR

トピックス

機能	?【大規模構造解析を実現するアセンブリ解析機能】 ?【メッシュ細分化機能「リファイナー」】 ?【混在自由度対応】
解析事例	?【大規模解析】 ?【材料非線型解析】 ?【接觸解析】 ?【固有値解析】
研究開発	?【接觸解析のための複合要素の開発】 ?【地震解析：地震による地盤の変動を解析するプログラム】 ?【大規模固有値解析】

Advance/FrontSTR の概要

実際の製品や構造物の強度を設計?評価する場合に有限要素法による構造解析が多く用いられます。従來の構造解析は、あらかじめクリティカルになる部位を設計者が想定し、その部位に対する解析を行うことが一般的でした。

ところが、近年の計算機能力の飛躍的向上により、製品や構造物をまるごと解析するというニーズが産業界で高まっています。

アドバンスソフトでは、このニーズに応え、先進性と実用性を兼ね備える構造解析ソフトウェアとして Advance/FrontSTR を提供するとともに、機能および性能の向上に取り組んでいます。

Ver.6.1 の更新概要

2020年11月にリリースした Ver. 6.1 では、異方性塑性降伏関數（Hill の降伏関數）、熱解析における相変態材料、非線形 Euler 梁、および靜解析と動解析をメモリ上で連続して実行する機能が追加されました。

Advance/FrontSTR の特長

• 大規模並列計算が可能で、高い並列効率
  ex：靜解析2億自由度を 1000コア 30分
• 多くの CPU（コア）を利用しても、追加料金がかからないシンプルな価格體系
  ex：1ライセンスで並列數は無制限
• 低価格にもかかわらず、必要な機能を提供
  ex：接觸解析、アセンブリ構造、リファイナー
• 開発者によるサポートおよびカスタマイズサービスを提供
  ex：特殊な要望も Advance/FrontSTR をカスタマイズして対応
• お手元の PC で、1CPU 版として手軽な解析も可能

Advance/FrontSTR の機能説明

解析機能一覧

Advance/FrontSTR の解析機能一覧を下表に示します。

利用可能な解析

非線形解析機能

要素ライブラリ

大規模解析支援

並列計算機能

Advance/FrontSTR が基本とする反復解法では領域分割により並列計算を実行します。そのため、使用可能なプロセッサー數に上限はなく、またさまざまなアーキテクチャーの計算機に適合します。領域分割による並列計算の実行手順を下図に示します。

Advance/FrontSTR の解析機能の計算手法は、幾何學的／材料非線形／境界非線形靜解析においては Total Lagrange 法および Updated Lagrange を、固有値解析にはランチョス法を、線形動解析の過渡応答問題には直接積分法を採用しています。また、非線形問題では、ニュートン?ラフソン法による繰り返し計算手法を用いています。

Advance/FrontSTR における接觸解析は、これまでシングルプロセッサでの靜的変形解析に限定していましたが、現在は接觸解析における靜的?動的解析、および、それらの並列計算が可能になりました。これらの機能はお客さまからの要望に応じ、プログラムを改良し、実現したものです。接觸機能を使った事例として、獨立行政法人 宇宙航空研究開発機構 情報?計算工學センター様から[1][2]等で Advance/FrontSTR を適用した事例が発表されています。

[1] 袁 熙, “Advance/FrontSTR Ver. 3.0の非線形解析機能について” ,Vol.4(2010.11)
[2] 松原 聖, “構造解析ソフトウェア Advance/ FrontSTR の概要”,Vol.8(2011.07)

アセンブリ機能

Advance/FrontSTR は、専用プリポスト Advance/REVOCAP から簡単に操作できる「アセンブリ解析機能」があります。本機能を利用することで、部品毎に作成したメッシュを用いて、まるごと解析が可能です。

具體的には、部品間の接合境界面を指定することにより、各部品ごとの個別メッシュをアセンブルします。アセンブルしたデータをまるごとソルバに渡すことにより解析が可能です。

メッシュ細分化機能

Advance/FrontSTR のすべての解析機能および要素タイプにおいて、プログラム內部でメッシュを自動的に細分化する機能が利用できます。簡単な指定を行うことにより、解析に必要な微細メッシュを容易に作成することが可能となります。メッシュ細分化の例を下図に示します。

また、Advance/REVOCAP 以外のツールによるポスト処理のために、AVS 形式あるいは FEMAP Neutral 形式のファイルが指定により出力できます。

混在自由度対応

機械部品に多くみられるシェル?ビーム要素とソリッド要素が混在したモデル（混在自由度）の解析が可能です。

プリ?ポスト環境

Advance/FrontSTR のすべての解析機能にきめ細かく対応するプリポストプロセッサ Advance/REVOCAP を推奨します。また、MicroAVS、ParaView 向けの形式でも出力が可能です。お客さまが現在お使いのプリプロセッサとの連攜につきましては、ファイルコンバーターの提供が可能です。対応するプリプロセッサにつきましては、お問い合わせをお願いいたします。

連成解析対応

Advance/FrontSTR による構造解析と流體解析、音響解析、電磁場解析などとの連成解析が可能です。

Advance/FrontSTR の動作環境

Advance/FrontSTR は以下の環境に対応しています。

OS	RedHat Enterprise Linux 6 (64bit) 以上、またはその互換ディストリビューション
CPU	x64（Intel Xeonなど）
メモリ	解析の種類や規模による（目安として、単純な靜解析では5萬節點あたり1GBが最小必要量）
並列計算	Gigabit Ethernet や InfiniBand などによるノード間接続、NFSなどによるファイル共有が必要

※ FX10 など、上記基本構成以外での動作実績もあります。お気軽にお問い合わせください。

Advance/FrontSTRについて

Advance/FrontSTR は、東京大學生産技術研究所革新的シミュレーション研究センターが実施した文部科學省次世代IT基盤構築のための研究開発「革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発」プロジェクトおよび「イノベーション基盤シミュレーションソフトウェアの研究開発」プロジェクトの成果（ソフトウェア）をアドバンスソフトが商品化したものです。アドバンスソフトはこれらのプロジェクトに參加しソフトウェアの開発を擔當しましたが、その成果を獨自に改良して商用パッケージソフトウェアとし、販売保守を行っております。