FEM解析とは
FEM（Finite Element Method、有限要素法）解析とは、複雑な形状や現象を小さな要素（メッシュ）に分割し、それぞれの要素における物理法則を数式で表現することで、対象全体の挙動をコンピュータ上で精密にシミュレーションする数値解析手法です。
実際に試作品を作って実験しなくても、設計段階でその性能や強度、熱の伝わり方などを予測できるため、製造業を中心に幅広い分野で活用されています。
FEM解析でできること
FEM解析が対象とする物理現象は多岐にわたります。
- 構造解析：部材にかかる応力や変形を予測
- 熱解析：熱の伝わり方や温度分布をシミュレーション
- 振動解析：固有振動数や共振の有無を評価
- 流体解析：気体・液体の流れを解析（空気清浄環境の設計など、流体の挙動が重要になる分野にも応用範囲は理論上及びます）
- 電磁気学解析：電場・磁場分布のシミュレーション（オープンソースの解析ツールFEniCS等でも扱われる分野です）
物理的な試作を経ることなく、複数の設計案や条件を並行して検証できるため、開発の初期段階から効率よく最適解に近づけることができます。試作・実験コストの削減と、検証条件の大幅な拡大——この2つのメリットを同時に得られる点が、FEM解析の大きな強みです。
数理物理研究所の実績：非破壊検査という難問への応用
FEM解析の適用範囲は、製造業の設計現場にとどまりません。
農業生産の分野では、FEM解析を用いて果実の内部構造を数理的に再現し、正常果実と異常・欠陥果実を非破壊で判別する技術の確立が、学術論文として報告されています。この研究には数理物理研究所（MPL）代表も著者の一人として参加し、日本園芸学会の年間優秀論文賞を受賞しました。
物理的に壊して確かめることができない対象であっても、数理モデルによって内部の状態を解明する糸口を見出せる——これがFEM解析の強みであり、数理物理研究所が実証してきた応用力です。
「FEM解析ができます」という会社は数多くありますが、対象を壊さずに内部の状態を判別するという難易度の高い課題を、実際に学術的な評価（受賞・査読論文への採用）を伴う形で解決してきた実績は、数理物理研究所の大きな特徴です。
FEM解析を外注するメリット
FEM解析には専用ソフトウェアと解析の専門知識の両方が必要で、社内に専任の担当者を置くにはコストも時間もかかります。外注することで、以下のようなメリットが得られます。
- 専用ソフトウェア・解析環境への投資が不要
- 専門知識を持つ人材を自社で新たに雇用・育成する必要がない
- 社内リソースを本来のコア業務に集中できる
- 試作を作らずに複数条件を並行検証できるため、開発期間の短縮につながる
ご相談の流れ
数理物理研究所では、Fermilab・SLACでの研究経験を持つ理学博士が、確かな理論に基づいてFEM解析のご相談を承っています。「こんな課題が解析できるか分からない」という段階からでもお気軽にお問い合わせください。