英エンジス(engys)は流体が関わる設計対象の最適化を実行できるツール「HELYX-Adjoint」を開発した(図)。トポロジー最適化と形状最適化の両方が可能で、トポロジー最適化で大まかな方針を決め、形状最適化で細かく調整するといった使い方が可能。2018年中ごろに英国で供給を始めるバージョン3.1では、熱の伝達を計算に入れた最適化を可能にする。日本国内では時期が未定だが、ヴァイナス(本社大阪市)が扱う模様。

 初期の設計案をどのように変えればよいか、効率良く計算する目的でAdjoint法(随伴法)を採用した。Adjoint法は設計対象についての解析計算ほぼ1回分の計算量で、目的関数の勾配を全ての設計変数について一括して計算する方法。最適な解を得るのに設計変数をどの方向に変えればよいかが効率的に分かる。もともと独フォルクスワーゲン社グループからの依頼で開発を始めたという。

図 HELYX-Adjointによる形状最適化の例
図 HELYX-Adjointによる形状最適化の例
2種類の流体を混合するミキサーで、流路の途中に設けた板によって流れの方向を曲げる。この板を変形していき、混ざり具合を最大化、圧力損失を最小化するように最適化した。上が初期形状、下が最適化後で、それぞれ右の円形は出口断面での流体の成分を色で示したもの。
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