メニューCFD後処理ソフトウェアに関しては、今日のエンジニアには選択肢が豊富にあります。最も一般的な選択肢としては、ParaViewのようなオープンソースツールや、 Tecplot 360 や FieldViewといった商用CFD後処理ソフトウェアが挙げられます。それぞれのソリューションには利点があります。例えば、ParaViewのようなオープンソースツールは無料で利用でき、活発な開発者コミュニティが存在します。そこで必然的に浮かぶ疑問があります。無料の選択肢があるのに、なぜ後処理ソフトにお金を払う必要があるのでしょうか？
その答えは、優れたメモリ効率、過酷なワークロード下での信頼性、迅速なライブサポートへのアクセスなど、プロフェッショナルなワークフローにおいて重要な要素にあります。こうした要素こそが、Tecplotのような商用CFDソフトウェアの価値を際立たせているのです。それでは、これらの要素について詳しく見ていきましょう。
要因1：メモリ効率
自動車分野のCFDでは、過渡現象の解析や多変数解析、大規模メッシュを用いた解析などが一般的であり、膨大なデータセットが扱われることがよくあります。メモリのスワップによる処理速度の低下や、さらに深刻なソフトウェアのクラッシュを防ぐためには、メモリを効率的に使用することが不可欠です。ParaViewのようなオープンソースツールは、スケーラビリティを重視して設計されており、大規模なデータセットを処理することができます。ただし、パフォーマンスはデータの種類、システム構成、ワークフローによって異なる場合があります。
Tecplotは、メモリ効率を重視して特別に設計されています。Tecplot 360 の「サブゾーン・ロード・オン・デマンド」などの機能は、必要なデータのみTecplot 360 読み込むため、メモリ使用量を大幅に削減します。また、FieldViewのXDBベースのワークフローにより、保持する必要のあるCFDデータの量を大幅に削減できるため、データ容量を抑え、今後の解析を高速化できます。 しかし、百聞は一見に如かずであるため、我々はさまざまなデータタイプを用いた実験を数多く実施し、オープンソースツールと比較してTecplotがどのように大規模なCFDデータセットを処理するかに関するベンチマークデータを収集しました。
CONVERGEデータを用いた検証
最近行った実験では、かなり大規模な多サイクル内燃機関のCONVERGEシミュレーションについて、プロットを作成するために必要な実行時間と最大RAM使用量を測定することにしました。データセットは1278タイムステップで構成され、ディスク上の総容量は169GBです。下のグラフは、プロセスを順次実行（つまり、1回につき1枚の画像を生成）した場合のテスト結果を示しています。
上の画像からもわかるように、Tecplot 360 ParaViewよりも短い時間で処理をTecplot 360 、メモリ使用量も少なくて済みました。詳細については、こちらをクリックしてください。
PLOT3Dデータを用いたテスト
本実験では、PLOT3Dデータを用いてFieldView、Tecplot 360、ParaViewの3つのソフトウェアを比較し、どれが最も高速に処理できるかを検証しました。PLOT3Dデータの主要な生成源の一つはNASAのOverflowコードであり、今回テストに使用したデータもこのコードによって生成されたものです。 本テストでは、風力タービンの過渡解析において46タイムステップを使用しました。これらはディスク上で合計118GB、要素数は2.18兆個に及びます。最終タイムステップだけでも（格子データと解データを含め）20.9GBあり、5863のゾーンで構成され、要素数は合計2億6300万個です。
この実験では、データを読み込み、Q-Criterionを計算し、Q=0.001での等値面を描画して、画像をエクスポートします。時系列内の各グリッド／解の組み合わせについてこの手順を繰り返すとともに、実行時間と最大RAM使用量を記録します。
上の画像からもわかるように、FieldView 最も高速で、メモリ使用量も最も少ないポストプロセッサであることがFieldView 。このテストの詳細については、こちらをクリックしてください。
要因2：信頼性
自動車業界において、厳しい納期と迅速な設計変更が成功の鍵となることは周知の事実です。そんな中で、予期せぬクラッシュを起こすソフトウェアなど、まさに最悪の事態です。対話型セッション中にクラッシュダンプが繰り返し発生すれば、苛立ちを覚えるだけでなく、貴重な時間を浪費することになります。しかし、夜通しで完了させることを期待している自動化ワークフローで障害が発生すれば、その影響は壊滅的になりかねません。オープンソースソフトウェアでは、バグや未完成の機能、ワークフローの遅延に遭遇する可能性が高くなります。
Tecplotは開発とテストに多大な投資を行っているため、バグや予期せぬ不具合が少なく、安定した一貫したパフォーマンスを期待していただけます。各リリースは、安定性、下位互換性、および一貫したパフォーマンスを確保するために、厳格な検証を経ています。当社の製品リリースにおける新機能の多くは、ユーザーのワークフローに実際に影響を与える改善を重視しているため、ユーザーからの要望を直接反映したものです。
要素3：ライブサポート
Tecplot 360 FieldView などの商用ソフトウェアでは、ライブサポートチームを利用できます。これらのチームは、自社のスタッフを補完し、問題のトラブルシューティングやワークフローの構築を支援してくれます。 このレベルのサポートを利用できるかどうかは、納期に間に合うか、それとも遅れるかの分かれ目となります。ParaViewやその他のオープンソースソリューションの場合、主なサポートはコミュニティフォーラムやドキュメントに依存します。これらのリソースは有用ですが、答えを探すのは手間がかかることもあります。時間的制約のある問題の解決策を探すために、何時間もサブフォーラムをくまなく調べ回りたいと思う人はいないでしょう。
Tecplot 360 FieldView をお持ちのお客様は、問題が解決するまで専任のサポートチームによる対応を受けることができます。また、新たに発生した問題に対しては、サポートチームが独自の解決策を提案できることも少なくありません。リアルタイムで専門的なサポートを重視するエンジニアにとって、Tecplot のような商用ツールはオープンソースツールに比べて明らかな利点があります。
結論
ParaViewのようなオープンソースツールがCFDエコシステムの重要な一翼を担っていることは否定できません。しかし、納期が厳しく、データセットが膨大な環境においては、Tecplotのような商用ツールが、決定的な差を生むメリットを提供します。Tecplotは、パフォーマンスの最適化、厳格なテスト、迅速なサポートに注力することで、エンジニアがツールの心配に費やす時間を減らし、イノベーションを推進する時間が増えるよう支援します。 Tecplotが自動車業界のCFDワークフローをどのように加速させるか、ぜひご確認ください。自動車業界向けソリューションをご覧ください。