ナストラン
ナストラン
開発者MSCソフトウェア、NEiソフトウェア、シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェア
安定版リリース
2014 （2014年）
リポジトリ
言語Fortran
オペレーティングシステムクロスプラットフォーム
タイプ有限要素解析シミュレータ
ライセンス独自のEULA

NASTRANは、1960年代後半に米国政府の航空宇宙産業への資金提供を受けてNASA向けに開発された有限要素解析（FEA）プログラムです。MacNeal -Schwendler Corporation（MSC）は、公開されているNASTRANコードの主要かつ最初の開発者の1社でした。 [ 1 ] [ 2 ] NASTRANのソースコードは、さまざまな企業によって配布されている多数のソフトウェアパッケージに統合されています

歴史

1964年のNASAの構造力学研究プログラムの年次レビューで、各研究センターがそれぞれのニーズに特化した構造解析ソフトウェアを個別に開発していることが明らかになりました。レビューでは、代わりに単一の汎用ソフトウェアプログラムを使用することが推奨されました。 [ 3 ]これを受けて、特別委員会が結成されました。委員会は、既存のソフトウェアでは要件を満たすことができないと判断しました。彼らは、このソフトウェアを開発するための協力プロジェクトの設立を提案し、ソフトウェアの機能を概説した仕様を作成しました。[ 4 ]

ソフトウェア開発の契約は、 Computer Sciences Corporation (CSC) に授与されました。1960年代の開発当時、このプログラムに最初に使用された名称はGPSAで、これはGeneral Purpose Structural Analysis（汎用構造解析）の頭字語でした。最終的にNASAによって承認された正式名称であるNASTRANは、 NA SA STR uctural AN alysis（構造解析）の頭字語です。NASTRANシステムは1968年にNASAにリリースされました。1960年代後半、MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) は、MSC/NASTRAN（後にMSC.Nastranとなる）と呼ばれる独自のNASTRANバージョンの販売とサポートを開始しました。オリジナルのソフトウェアアーキテクチャは、Joe Mule（NASA）、Gerald Sandler（NASA）、そしてStephen Burns（ロチェスター大学）によって開発されました。

NASTRANソフトウェアアプリケーションは、スペースシャトルなどのより効率的な宇宙船の設計を支援するために開発されました。NASTRANは1971年にNASAの技術利用局によって一般公開されました。NASTRANの商用利用は、あらゆるサイズ、形状、用途の弾性構造物の挙動解析に役立っています。例えば、鉄道線路、自動車、橋梁、発電所、高層ビル、航空機など、様々な設計に利用されています。このプログラムだけでも、1971年から1984年の間に7億100万ドルのコスト削減が見込まれています。NASTRANは1988年に米国宇宙財団の宇宙技術殿堂入りを果たし、この名誉ある栄誉を受けた最初の技術の一つとなりました。[ 5 ]

NASTRANプログラムは数々のバージョンを経て進化を遂げてきました。各バージョンでは、解析機能と数値解析性能が強化されています。今日、NASTRANは世界中の航空宇宙、自動車、海運業界で広く利用されています。

2001年にNASAはNASTRANのソースコードを「NASA​​ Classics」パッケージとともにOpen Channel Softwareを通じて有料で一般に公開した。[ 1 ] [ 6 ] [ 2 ]

2002年11月、MSCソフトウェアは、競合CAEベンダーであるUniversal Analytics, Inc.（UAI）とComputerized Structural Analysis & Research Corp.（CSAR）の2件の買収に関連する独占禁止法訴訟を解決するため、 FTCと最終合意に達した。FTCは、これらの買収が反競争行為に該当すると主張していた。和解条件に基づき、MSCは現行のNastranソフトウェアのクローンコピーを売却した。売却は、UGSコーポレーションへのロイヤリティフリー、永続的、非独占的ライセンスを通じて行われた。UGSコーポレーションは2007年にシーメンスに買収された。[ 7 ]

現在、NASTRAN の商用バージョンは複数のベンダーから入手可能です。

ソフトウェアアーキテクチャ

NASTRANは主にFORTRANで書かれており、100万行以上のコードが含まれています。NASTRANは、小型ワークステーションから大型スーパーコンピュータまで、 さまざまなコンピュータおよびオペレーティングシステムと互換性があります

NASTRANは当初から複数のモジュールで構成されるように設計されました。モジュールとは、モデル形状の処理、行列の組み立て、拘束条件の適用、行列問題の解決、出力量の計算、データベースとのやり取り、解の出力など、特定のタスクを実行するために設計されたFORTRANサブルーチンの集合です。これらのモジュールは、Direct Matrix Abstraction Program（DMAP）と呼ばれる内部言語によって制御されます。

利用可能な各タイプの分析は、ソリューション シーケンスと呼ばれます。

最も一般的なソリューション シーケンス コードは次のとおりです。

  • 101 - 線形静力学
  • 103 - モーダル
  • 105 - 座屈
  • 106 - 非線形静解析
  • 107 - 直接複素固有値
  • 108 - 直接周波数応答
  • 109 - 直接過渡応答
  • 110 - モーダル複素固有値
  • 111 - モード周波数応答
  • 112 - モード過渡応答
  • 129 – 非線形過渡現象
  • 144 – 静的空力弾性解析
  • 145 - フラッター/空力サーボ弾性解析
  • 146 – 動的空力弾性解析
  • 153 - 熱伝達を伴う非線形静力学
  • 159 - 熱伝達と連成した非線形過渡解析
  • 187 - 動的設計解析法
  • 200 - 設計最適化と感度解析
  • 400 - 非線形静的および動的（暗黙的）（MSC.NASTRAN ネイティブ、106、129、153、および 159 に代わる - MSC.NASTRAN の一部）
  • 401 - 非線形静的、動的、円弧長、モーダルなど (Simcenter Nastran、旧 NX Nastran)
  • 402 - 非線形静的および動的（暗黙的）（NX.NASTRAN用のSAMCEFベース）
  • 600 - 非線形静的および動的（暗黙的）（MSC.Marc のフロントエンド - MSC.NASTRAN の一部）
  • 601 - 暗黙的非線形（ NX Nastran 用のADINA、2020 年以降は NX NASTRAN では利用できなくなります）
  • 700 - 明示的非線形（LS Dyna と MSC.Dytran - MSC.NASTRAN の一部）
  • 701 - 明示的非線形（ NX Nastran 用のADINA、2020 年以降は NX NASTRAN では利用できなくなります）

関連ソフトウェア

NASTRANは主に有限要素解析用のソルバーです。[ 8 ]グラフィカルなモデル構築やメッシュ作成機能はありません。プログラムへのすべての入出力はテキストファイル形式です。ただし、複数のソフトウェアベンダーが、有限要素モデルの構築と結果の解析を簡素化するように設計されたプリプロセッサとポストプロセッサを販売しています。これらのソフトウェアツールには、 CADジオメトリのインポートと簡素化、有限要素メッシュの作成、荷重と拘束の適用機能が含まれています。これらのツールを使用すると、ユーザーは解析をNASTRANに送信し、結果をインポートしてグラフィカルに表示できます。プリプロセッサとポストプロセッサ機能に加えて、いくつかのNastranベンダーは、より高度な非線形機能をNastran製品に統合しています

NASTRANオプション

NASTRANのオリジナルソースコードに基づいた以下のソフトウェアオプションが利用可能です

MSC Nastran

MSC Nastranは、1963年にリチャード・マクニール博士とロバート・シュウェンドラー博士によって開発が始まった最初の商用Nastran製品です。MSC Nastranは、構造解析に広く利用されています。カリフォルニア工科大学（Caltech）のカレブ・マック・マコーミック教授は、MSC社の主要プログラマーであり、マトリックス数学を構造解析に応用できることに着目しました。MSC Nastranはあらゆる業界で利用されていますが、特に航空宇宙産業や自動車産業では、構造物のコンポーネントレベルおよびシステムレベルのモデルの計算応力・ひずみ解析に強い支持を得ています。1963年以来、MSC Nastranは進化を続け、ダイナミクス、ローターダイナミクス、非線形解析、熱解析、高衝撃解析、NVH（騒音・振動・ハーシュネス）、流体構造連成解析、疲労解析へと機能を拡張してきました。現在では、 MSC MarcおよびLS-Dynaと連携し、高度な非線形連成解析ソリューションを提供しています。

NASTRAN-xM​​G

NASTRAN- xM​​Gは、NASAが作成したオリジナルのNASTRANソフトウェアと同じベースコードから構築されており、オリジナルのNASTRANアーキテクチャとDMAP言語を含み、無制限の問題サイズ、高速ソルバー技術、およびサブストラクチャ解析オプションを提供します。同社の創設者はリチャード・H・マクニール博士です。[ 9 ]

NEi Nastran

NEi Nastranは、構造物や機械部品の線形および非線形応力、ダイナミクス、熱伝達特性を解析するために使用される汎用有限要素解析ソルバーです。32/64ビットWindows、Linuxなど、さまざまなプラットフォームで利用できます。[ 10 ] このソフトウェアは2014年5月に オートデスクに買収されました。 [ 11 ]

Simcenter Nastran（旧称NX Nastran）

NX Nastranは、MSC Corporationが反トラスト法違反の疑いでFTCの訴訟に提訴された結果生まれました。この反トラスト法の和解により、UGSは2003年にMSC.Nastran 2001のソースコードのロイヤリティフリーの永久ライセンスを購入することができました。UGSは以前はEDSのUnigraphics部門でした。NastranのCAE機能はNX UnigraphicsのCADおよびその他のコンポーネントに追加され、EDS/UGS PLM Solutions製品ライフサイクル管理スイートを形成しました。この製品ラインは2007年にSIEMENSに買収され、 Siemens Digital Industry Softwareとなりました。

この買収には、MSC.Nastran v2001ソフトウェアプログラム、そのソフトウェアに関連するその他の資産、および1999年のUniversal Analytics Inc.とComputerized Structural Analysis & Research Corp.の買収の結果として取得したすべての著作権と商標権の永久的で全世界的な無償の非独占的ライセンスが含まれていました。 [ 12 ]

Simcenter Nastran (NX Nastran) は現在、Siemens Digital Industry Software のSimcenter製品ポートフォリオの一部であり、Simcenter 3D CAE アプリケーション内の主要なソルバーの 1 つとなっています。

OCF Nastran

Nastranのソースコードとバイナリコピーは、Open Channel Foundationから年間ライセンス料を支払うことで入手できます。これは、国立技術移転センター（NTC）のNASA COSMICコレクション配布の一部でした。2015年6月にGitHubで公開されました。[ 13 ]

派生

NASTRANの成功は、他の多くの有限要素ソフトウェアの開発につながりました。そのようなソフトウェアの一つがASTROSです。NASTRANタイプの機能を拡張し、構造最適化も可能にしました。現在、ASTROSはZona Technology, Inc.によってメンテナンスされています。[ 14 ]

競争

現在、市販のFEA製品は数多く存在し、その中にはNASTRANという名前が付いていないにもかかわらず、NASTRAN入力形式を読み込むことができるものもあります。それらの多くは、有限要素ソフトウェアパッケージ、CAE、FEAのページ（以下のカテゴリを参照） のリストに掲載されています

参照

参考文献

  1. ^ a b NASAがクラシックソフトウェアをパブリックドメインにリリース、 newsbytes.com、Susan M著（2001年10月25日）
  2. ^ a b NTTCとOSCが宇宙機関の誕生日を祝い、「NASA​​ CLASSICS」ソフトウェアアプリを商用市場にリリース アーカイブ： 2016年5月16日、Wayback Machineでopenchannelsoftware.com（2001年）
  3. ^ NASA.gov Archived 2016-03-06 at the Wayback Machine "NASA Press Release 2008"
  4. ^ MacNeal, Richard H.、「NASTRAN理論マニュアル」、1972年12月、iページ
  5. ^ NASA.gov「NASA​​スピンオフマガジン2002」
  6. ^ nasaがクラシックソフトウェアをパブリックドメインにリリース（ slashdot.com、2001年）
  7. ^ UGSコーポレーション
  8. ^ http://www.ftc.gov/opa/2001/10/msc.shtm Archived 2013-09-08 at the Wayback Machine "FTC Press Release: FTC Challenges MSC.Software's Acquisitions of Its Two Nastran Competitors . October 2001
  9. ^ http://www.macnealgroup.com/www/products/ 2013年2月27日アーカイブ、 Wayback Machine「tMG Nastran-xMG」
  10. ^ http://www.nenastran.com/nei-nastran.php 2016年5月16日アーカイブ、Wayback Machine「NEi Software NEi Nastran」
  11. ^ http://www.3dcadworld.com/autodesk-acquires-nei-nastran-solver/「AUTODESK が NEI NASTRAN SOLVER を買収」
  12. ^ http://www.ftc.gov/opa/2002/08/mscsoftware.shtm 2013年5月26日アーカイブWayback Machine「FTCプレスリリース：MSC .Software、Nastran Softwareの売却によりFTCの告発を解決2002年8月」
  13. ^ NASTRAN-95、NASA、2022年9月17日、 2022年9月20日閲覧
  14. ^ 「ZONA Technology, Inc」。2016年11月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年4月21日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nastran&oldid=1334278313#MSC_Nastran」から取得