三菱自、空力性能と通風性能の両立が可能な多目的最適化形状設計手法を開発

ヴァイナスと三菱自動車は12月12日、三菱自動車がヴァイナスの高速多目的設計探査システム「iDIOS CHEETAH」と設計者向け最適設計パッケージシステム「New Sculptor」を活用した大規模多目的最適化手法を開発したことを発表した。

これは、自動車のフロント部における空力性能(空気抵抗係数であるCd値の最小化)と熱交換機器の冷却に必要な開口部の通過風速(通風)の最大化という、相反する要求の両立を目指して行われたもの。具体的には、Cd値と熱交換機器通過風速を目的関数に設定して、多数ある設計変数の中から、Cd値を最小化しつつ、通過風速を最大化する冷却開口部の車体形状と関連性の高い22個の設計パラメータを設定し、New Sculptorを活用し、全体が滑らかな形状になるようにモーフィングを行った後、HELYXによる流れ場の解析、iDIOS CHEETAHによる最適設計探査計算、そうして得られた設計変数を再びNew Sculptorで形状変更を行うというフローを繰り返すことで、最適設計形状を得ることを目指した。

初期の冷却開口周りの形状。ここに関連性の高い設計変数として22個を選別し、最適化ワークフローを実施した (資料提供:ヴァイナス)

車両モデル全体で約1億2000万メッシュという膨大なデータで、1ケースの処理がスーパーコンピュータ「京」による512並列演算であっても24時間かかることから、22個の設計パラメータに対して、140ケースのパラメータスタディを2回、合計280ケース実行し、寄与度の高い12個の設計パラメータの絞り込みに成功。また、最適探査計算として、「20ケース」×「7世代」で進化系アルゴリズムを実行。その結果、Cd値と熱交換器の通過風速におけるパレート最適解の取得に成功したという。

今回実施された大規模多目的最適化ワークフローの概要 (資料提供:ヴァイナス)

今回の開発を踏まえ、三菱自動車では今後、さらにiDIOS CHEETAHを活用する形で個体数や世代数を増やした大規模進化計算を進めていくとしているほか、ヴァイナスでもこれまで行ってきた最適設計システムの立ち上げコンサルティングなどのサービス強化に得られたノウハウを活用していくとしており、自動車だけでなく、さまざまな分野での活用も進めていきたいとしている。