2021年5月28日から30日にかけて、2021年全国グリッド生成・応用セミナーが杭州で盛況のうちに開催されました。この会議は、中国空気力学会、中国空気力学会計算空気力学専門委員会、浙江大学中国空気力学研究開発センターが主催し、杭州電子科技大学が共催しました。グリッド生成に関する産学連携プラットフォームの構築、数値計算グリッド生成における共通課題の議論、グリッド生成学術分野における革新的な成果の収集、大規模産業シミュレーションソフトウェアの研究開発および応用支援、グリッド生成関連分野の共同開発の促進を目的としています。49の大学、研究機関、19のハイテク企業から、この分野の専門家や研究者約300名が参加しました。

浙江大学航空宇宙学院の阮祥新院長、中山大学の鄭敏特任教授、中国空気力学研究開発センターの陳作斌研究員と桂葉偉研究員、中国空気力学研究開発センター計算空気力学研究所の陳建強所長、浙江大学航空宇宙学院の鄭耀教授（長江特任学者）をはじめとする各界のリーダーが、会議の開会式に出席した。開会式は、中国空気力学研究開発センター計算空気力学研究所の科学技術部長である胡天勇氏が司会を務めた。

開会式では、阮祥新学部長、会議共同議長の陳建強局長、鄭耀教授が歓迎の挨拶を述べました。3人のリーダーは、出席した専門家や学者の方々に心からの歓迎と感謝の意を表し、国内電力網産業の今後の発展に向けた考えや希望を述べました。出席した専門家や学者の方々は好意的な反応を示し、会場は和やかな雰囲気に包まれました。

業界トップクラスの学者である王志堅教授と羅世軒教授が、浙江大学求是宇宙講演会に基調講演者として招かれた。

驚いたことに、34年後、私はビデオ通話で羅世軒教授と再会しました！羅教授は「四面体メッシュ」のパイオニアです。1987年、私がフランスのプジョー自動車会社で工学系の学位取得のためのインターンシップをしていた時、彼が香港大学に教職に戻るまでの数ヶ月間、同じオフィスで働いていました。当時、彼はフランスの工学博士号を取得したばかりで、ロゴ会社で博士研究員として働いていました。その頃、私は彼が机の上で段ボール製の四面体をいじっているのをよく見かけました。彼が四面体メッシュの分野の専門家になっていたことを知ったのは、それから何年も後のことでした。

開会式後、会議では中国航空力学研究開発センターの龐玉飛上級技師、北京大学の劉建飛准教授、中国航天動力研究所の李旭研究員、浙江大学航空宇宙学院の陳建軍教授が招かれ、会議報告を行った。

今回の会議では業界専門家による円卓会議が開催され、私も参加させていただく機会に恵まれました。参加者の皆様は、国産独立系ソフトウェアのボトルネック、今後の開発モデルやアイデア、そして国産独立系ソフトウェアが市場ニーズにどのように対応できるかについて意見を交わされました。グリッド生成とアプリケーション開発に向けて、活発な意見交換と共同作業が行われました。

会議に先立ち、私は「3D CADおよびCAE解析のための関連技術の開発史 ― 幾何モデリング、修復とクリーニング、およびモデルの簡略化」と題したプレカンファレンス講演を行うよう招待されました。

私の講演は2部構成です。第1部では、3D CADの発展の歴史を紹介し、「ハイエンド製造業に端を発し、技術進歩によって発展し、モデル革新によって変革を遂げた」という3つの側面から、3D CADの過去、現在、未来について解説します。特に、CAE解析に関連する3次元幾何モデリングエンジン、幾何制約ソルバー、サーフェスモデリング、パラメトリックソリッドモデリングについて重点的に紹介します。

第2部では、CAE解析のための3D CAD関連技術を紹介します。これには、非多様体BRep構造表現とモデリングアルゴリズム（不規則なブール演算など）、CADモデルのインポート（国際標準フォーマット、主流CADフォーマットの直接読み込み）、インポート後のモデルの修復とクリーニング、モデルの簡略化（詳細の削除、角丸の削除など）、理想化（中間面の抽出など）が含まれます。

フランスでの博士論文は、大変形有限要素CAE解析に関するものでした。その後、キャリアをスタートさせてからはCADソフトウェアの研究開発に携わってきたため、CAE分野には常に強い関心を持っていました。そのため、私たちは国内の独立系CAEの開発に注目してきました。

中国は長年にわたり、数値計算手法において目覚ましい成果を上げてきました。馮康氏に代表される旧世代の数学者たちは、有限要素理論の研究において世界をリードし、工学応用においても大きな成功を収めています。しかしながら、様々な客観的な理由（主に中国におけるコンピュータ開発の制約と投資不足）により、中国のCAEソフトウェアは急速な発展を遂げることができていません。このことが、現在、中国のCAEソフトウェア市場が外国製ソフトウェアに支配されている状況につながっています。

北京連迅動力コンサルティング会社の総経理であり、南山工業学院の創設者でもある林雪平氏は、「国家にとって最も重要な兵器が、極めて認知度の低い産業へと転落してしまった。中国のシミュレーションソフトウェアは、30年間、険しい道のりを歩んできた」という記事の中で、中国のCAE開発の歴史について詳細な記述と分析を行っている。

近年、中国が独自開発の「産業用ソフトウェア」を非常に重視するようになったことから、多くの研究機関やソフトウェア企業が様々な分野向けに独自のCAEシステムを次々と発表している。しかし、なぜこれらのシステムは市場で普及していないのだろうか？

重要な理由の一つは、効率的な前処理ツールが不足していることだと思います。

有限要素法の前処理は、シミュレーション全体の作業時間の70%を占めると一般的に考えられています。そのため、主流の海外ソフトウェアとベンチマークできる優れたソルバーがあったとしても、海外システムに匹敵する独立した前処理ツールがなければ、システム全体を市場で普及させるのは難しいでしょう。

前処理の中核部分である「グリッド分割」に関しては、実際には多くの国内機関が多くの成果を上げ、さまざまな効率的なアルゴリズムを開発している。

では、なぜ顧客が期待するような対応する前処理ツールが未だに存在しないのでしょうか？

重要な理由の一つは、独立したCAD技術サポートが不足していることだと思います。

私が初期の頃、有限要素解析を行っていた時は、複雑な幾何モデリングツールを使わずにメッシュを独立して生成できる、CAE前処理ツールの先駆けであるPATRANを使用していました。しかし、今は状況が異なります。3D CADの普及により、解析モデルをゼロから再構築することに抵抗を感じる人が増えました。そのため、CADモデルをインポートして処理できることが非常に重要になっています。さらに、解析モデルを独自に作成する場合でも、モデリング効率を向上させるために、高度なCADコア技術に基づいてモデリング機能が開発されています。

国産CAEソフトウェアの前処理に市販のCAD幾何モデリングエンジンが使用されていないため（以前は「コスト」上の理由、現在は「行き詰まり」リスクのため）、CADモデル処理が困難で非効率的かつ非効率的であり、ユーザーの要求を満たせない。結果として、CAEシステム全体が市場で普及しない。

国内の独立系CAEの研究開発における現状の困難さを鑑み、当社はCAEメーカーの大多数と協力し、完全に独立した3次元幾何モデリングエンジンDGMを提供するとともに、当社が開発中の「CrownCAD for CAE」プラットフォームを提供することを強く希望しています。

3次元幾何モデリングエンジンDGMは、ソースコードが100%公開されており、知的財産権も完全に独立しています。海外のハイエンド幾何モデリングエンジンであるParasolidおよびACISと同等の性能を発揮し、互換性も備えています。

当社は、独自のカーネルであるDGMをベースに、クラウドアーキテクチャに基づいた中国初の完全独立型3D CAD製品であるCrownCADを開発しました。「CrownCAD for CAE」プラットフォームは、CrownCADを基盤とした、CAE向けのクラウドベースのプリプロセッシングおよびポストプロセッシングプラットフォームです。

「CrownCAD for The CAE」プラットフォームは、CrownCADの全体フレームワークと基本モデリング機能をベースに、「モデルの修復、クリーニング、簡略化、理想化」などの専門機能を追加したものです。フロントエンドは、グリッドの表示と編集、境界条件と荷重の定義に重点を置いています。サーバー側は、専門的な「グリッド生成アルゴリズム」と密接に統合されています。このプラットフォームにより、CAEソフトウェア開発者は「幾何学的モデリングと処理」という「面倒で疲れる、苦手な」作業から解放され、「グリッド生成アルゴリズム」や「ソルバー」といった難しいタスクに力を注ぐことができるようになり、海外のソフトウェアと競争できる独立した国内クラウドCAEシステムをできるだけ早く開発できることを期待しています。

当社が独自開発したCAD技術が、国内開発のCAE技術の発展に貢献し、CADとCAEの共存共栄を実現できることを願っています。

免責事項：この記事は「Huayun 3D CrownCAD」からの転載です。この記事は著者の個人的な見解のみを表しており、Sacco Microおよび業界の見解を表すものではありません。転載および共有のみを目的としており、知的財産権の保護を支持しています。転載の際は、元の出典と著者を明記してください。著作権侵害がある場合は、削除いたしますのでご連絡ください。

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