自動運転を支えるセンシング技術の信頼性 を確保する熱流体解析ソフトウエア

SIMULIA PowerFLOW
SIMULIA PowerFLOW > Image > Dassault Systèmes®

SIMULIA PowerFLOW は、格子ボルツマン・ベースの物理特性を利用し、PowerFLOW独自の技術を組み合わせ、高い忠実度(形状および接近流の乱れなど流体の影響を正確に再現、低い数値粘性による音響環境などを適切に評価可能など)を持っており非定常デジタル・プロトタイプおよび認証により実際の性能を正確に予測します。空気力学、流体騒音、熱マネージメントの分野でエンジニアが直面する諸問題への高い解決力をもとに実績を積み重ねてきました。

2016年頃から自動車業界で起きている変革「ADAS(先進運転支援システム)の統合と自律性の向上」を示す言葉としてCASE(コネクテッド、自動化、シェアリンク、自動化)が認識されてきています。近年本格化しつつある自律走行車(AV)では、これらのデバイスは、ナビゲーションと安全のための主要な手段となります。そのため、ADASシステムには、正確なリアルタイム認識が求められ、通常時や極限時を問わず、あらゆる状況下で完璧な性能を発揮しなければなりません。

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PowerFLOWで実現する効率的な製品設計

それらに対するPowerFLOWを用いた取り組みとして

  • 自動運転車の目となるレーダ、ライダセンサ群の視界確保性能(パッシブ)や洗浄性能(アクティブ)の(ウォータマネージメントによる)評価と向上
  • 完全自動化に向けて変容するキャビン内レイアウトにおける室内環境の快適性評価とその改善
  • 電動化により顕在する、HVACや冷却ファン起因の騒音の評価と低減化 

ここでは、最初に挙げたセンサ群の視界確保にアプローチするWater Managementへの取り組みを紹介します

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カメラやセンサの性能の十分な発揮を保証するには

センサやカメラの汚れは直接的、間接的、および自車起因による汚れのいずれかになります。直接的な汚れは主に雨で、間接的な汚れは前方や通過した車から跳ね上げた泥・小石・土・水の飛散により発生します。 また自車のタイヤが飛散させた発生源が汚れにつながり、前輪からの飛散は前輪から後輪までのボディサイドの、後輪からの飛散は車両背面の汚れの主な原因となります。

カメラやセンサの汚れを防ぐために、費用対効果の高い方法はあるのか? 最適なパフォーマンスを得るために、センサはどこに配置すべきか? センサが正常に動作するためにはどうすればよいのか? 泥などの汚れがカメラにかかる場所や量をコントロールすることは可能か?などといった疑問にエンジニアは直面します。
汚れを防ぐ方法として、例えば水を噴射した後に空気を送り込むことでレンズを自動洗浄する方法やレンズにコーティングを施す方法などがあります。しかしコーティング剤は長持ちせず、非常に高価です。これに対して、雨やダート、虫、小石などが車両のどこにあたるかを予測してセンサの位置を最適化することでカメラの汚れを最小限にするために車両の設計変更を提案できるようになります。

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SIMULIAソリューションを用いたソイリング&ウォータマネージメント

PowerFLOWは、さまざまなソイリングやウォータマネージメントの現象を検討するためのソリューションを提供するため、空力と粒子流れの相互作用を加味したシミュレーションを行います。慣性力、流体力、重力を時々刻々受ける粒子とそれを運ぶ気流の相互作用を加味したとき、粒子が車両にどのように影響を与えるかを明確に把握する事ができます。ユーザはこれにより車両表面の汚れをより適切に管理することができます。また粒子が表面で複数回反射し、エンジンルーム内や車両表面の複雑な流れのパスを再現・追跡する事が出来ます。
これらにより、リアビューカメラへの泥やダートの堆積、BLIS(ブラインドスポットインフォメーションシステム)サイドミラーカメラへの雨水の付着、フロントカメラへの飛び石などの事象への対策に関するソリューションを提供します。
さらに、デザイン変更やカメラ位置の変更が、車両の空力性能に与える影響を予測することもできます。

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リアビューカメラへの泥やダートの堆積

ドアミラーカメラへの雨水の付着 > Image > Dassault Systèmes®

ドアミラーカメラへの雨水の付着

フロントカメラへの飛び石 > Image > Dassault Systèmes®

フロントカメラへの飛び石

センサーの性能に及ぼすソイリングの影響

空調が稼働しているキャビン内への咳による飛沫拡散

また、ウォータマネージメントを支える技術であるParticle Modelingにより、近年COVID-19により注目されてきた種々の流れの中での人の咳による飛沫拡散に関するシミュレーションの実績を企業様とともに積み重ねてきています。解析対象は自家用車、バス、電車、飛行機などのキャビン内、オフィス、学校の教室内に及んでいます。
 

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