シミュレーションモデリング

シミュレーション モデリングは、物理モデルのデジタル プロトタイプを作成して分析し、現実世界でのパフォーマンスを予測するプロセスです。シミュレーション モデリングは、設計者やエンジニアが部品が故障するかどうか、どのような条件下で、どのように故障するか、また部品がどのような負荷に耐えられるかを把握するのに役立ちます。シミュレーション モデリングは、流体の流れや熱伝達パターンの予測にも役立ちます。シミュレーション ソフトウェアを適用して、おおよその動作条件を分析します。

シミュレーション モデリングにより、設計者やエンジニアは、新規または既存の部品の設計を分析するために複数の物理プロトタイプを繰り返し作成する必要がなくなります。物理プロトタイプを作成する前に、ユーザーは多数のデジタル プロトタイプを調査できます。この手法を使用すると、次のことが可能になります。

• 重量と強度を考慮して形状を最適化
• 重量、強度、予算の要件を満たす材料を選択する
• 部品の故障をシミュレートし、故障の原因となる負荷条件を特定する
• 地震衝撃荷重など、物理的なプロトタイプでは簡単にテストできない極端な環境条件や負荷を評価する
• 手計算を検証する
• 物理的なプロトタイプの安全性と生存性を検証する

シミュレーション モデリングは、次のようなプロセスに従います。

1. 2D または3D CADツールを使用して、設計を表す仮想モデル (デジタル プロトタイプとも呼ばれます) を開発します。
2. 解析計算用の 2D または 3D メッシュを生成します。自動アルゴリズムで有限要素メッシュを作成することも、ユーザーが構造化メッシュを作成して要素の品質を管理することもできます。
3. 解析タイプ (熱、構造、流体) に基づいて有限要素解析データ (荷重、制約、または材料)を定義します。モデルに境界条件を適用して、使用中にパーツがどのように拘束されるかを表します。
4. 有限要素解析を実行し、結果を確認し、結果に基づいてエンジニアリング上の判断を下します。

• システムダイナミクスソフトウェアの比較
• 数理生物学と理論生物学
• オペレーションズリサーチ
• 電力システムシミュレーション

• CBSインタラクティブビジネスネットワーク
• セントラルフロリダ大学、シミュレーションおよびトレーニング研究所
• ウィンズバーグ、エリック（2003）、シミュレーション実験：仮想世界のための方法論
• Roger D. Smith: 「シミュレーション: 仮想世界を支えるエンジン」、eMatter、1999 年 12 月
• A. Borshchev、A. Filippov：「システム ダイナミクスと離散イベントから実用的なエージェント ベース モデリングへ: 理由、テクニック、ツール」、システム ダイナミクス協会第 22 回国際会議、2004 年 7 月、オックスフォード、イギリス

• セントラルフロリダ大学シミュレーション・トレーニング研究所
• 国立シミュレーションセンター
• シミュレーション相互運用性標準化機構
• 国際モデリングおよびシミュレーション協会 (旧コンピュータシミュレーション協会)