市場調査レポート
商品コード
1466764
計算流体力学市場:機能、展開、最終用途別-2024-2030年の世界予測Computational Fluid Dynamics Market by Function (Dynamic Modeling, Failure Analysis, Structural Analysis), Deployment (On-Cloud, On-Premise), End Use - Global Forecast 2024-2030 |
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計算流体力学市場:機能、展開、最終用途別-2024-2030年の世界予測 |
出版日: 2024年04月17日
発行: 360iResearch
ページ情報: 英文 191 Pages
納期: 即日から翌営業日
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計算流体力学市場規模は2023年に28億5,000万米ドルと推定され、2024年には30億6,000万米ドルに達し、CAGR 8.32%で2030年には49億9,000万米ドルに達すると予測されています。
計算流体力学(CFD)とは、数値的手法やアルゴリズムを使用して流体の流れの問題を解いたり解析したりすることです。CFDは、航空宇宙、自動車、エネルギー、エレクトロニクスなどさまざまな分野で応用され、さまざまな条件下で表面やシステム内の流体相互作用をシミュレートします。この市場には、この計算解析を可能にするソフトウェア・ツールとサービスが含まれます。市場成長の決定要因としては、CFDソフトウェアの能力を高める技術的進歩、低コストでの計算能力の向上、製品の最適化と環境に優しい設計の重視の高まりなどが挙げられます。また、CFDソフトウェアのユーザーインターフェイスやユーザーエクスペリエンスの向上により、CFDの専門知識を持たないエンジニアや設計者でもこれらのツールを利用しやすくなっていることも、市場拡大の要因となっています。CFD市場の限界は、CFDソフトウェアのコストが高いことと、効果的に操作するために専門的な知識が必要なことに起因しています。また、複雑な物理現象や化学反応を適切にモデル化することは困難であり、シミュレーションと現実の結果との間にギャップが生じることもあります。しかし、人工知能(AI)と機械学習を統合することで、シミュレーションの精度とスピードが向上し、大きなビジネスチャンスとなります。また、インドや中国などの新興国市場では、急速な工業化や研究開発活動の拡大により、需要が高まっています。
主な市場の統計 | |
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基準年[2023] | 28億5,000万米ドル |
予測年[2024] | 30億6,000万米ドル |
予測年 [2030] | 49億9,000万米ドル |
CAGR(%) | 8.32% |
機能時間的変化を管理するための産業環境全体にわたる動的モデリングの進歩
計算流体力学(CFD)の文脈における動的モデリングには、時間に依存する挙動を伴う流体シミュレーションが含まれます。これは、脈動血流や空気力学における変動荷重条件など、時間と共に条件が変化するシステムの解析に不可欠です。このモデリング技術は、過渡挙動を理解することで設計の改善や性能向上につながる、自動車、航空宇宙、生体医工学の各産業にとって極めて重要です。故障解析の分野では、CFDはシステムや部品の故障につながる可能性のある状態を予測・解析します。設計段階で潜在的な弱点を特定することで、リスクを低減し、コストのかかるリコールや安全事故を防ぐことができます。CFDを使用した構造解析では、流体の流れが物理的な構造に及ぼす影響を調べます。この解析は、風荷重に耐える建築物、様々な水流に耐える橋梁、流体環境で動作する機械などの設計に必要です。特に建設業界や海運業界では、設計プロセスにおいてこの機能を非常に重視しています。熱流体解析は、温度と流体の相互作用を評価するCFDのサブセットです。これは、熱交換器、空調システム、エンジン冷却システムなどの設計に不可欠です。これにより、エンジニアは熱伝達と効率を最適化することができます。特に自動車産業とHVAC産業は、この種の解析に大きく依存しています。熱構造解析は、熱流体解析の熱伝達の側面と構造解析の変形や応力を組み合わせたものです。この学際的アプローチは、機械的完全性に影響を及ぼす可能性のある高温にさらされるコンポーネントを解析する際に重要です。航空宇宙産業や製造業に関連性の高いこの解析は、ジェットエンジンのタービンブレードなど、熱的・機械的負荷に耐えるコンポーネントの設計に役立ちます。
展開:スケーラビリティ、柔軟性、資本コストの削減を目的としたオンクラウドCFDへの志向の高まり
オンプレミスCFDとは、シミュレーションを組織内の物理的なハードウェアで実行する従来のモデルを指します。この設定では、計算リソース、データセキュリティ、ソフトウェアのカスタマイズが管理されます。しかし、組織はインフラストラクチャと継続的なメンテナンスに多額の先行投資を行う必要があります。複雑なシミュレーションには通常、ハイパフォーマンス・コンピューティング(HPC)クラスタが必要であり、これらのシステムを管理するために熟練したITスタッフが要求されます。オンクラウドCFDは、クラウドコンピューティングプラットフォームを活用してシミュレーションを実行するため、柔軟でスケーラブルな代替手段を提供し、多くの場合、初期費用を抑えることができます。クラウドベースのモデルでは、膨大な計算リソースにオンデマンドでシームレスにアクセスできます。これにより、物理的なインフラストラクチャの必要性が減少し、設備投資から運用投資へと支出がシフトします。さまざまな分野でクラウドサービスの導入が進む中、特に中小企業や新興企業では、オンクラウドCFDソリューションの人気が高まっています。
最終用途航空宇宙・防衛分野におけるCFDの導入による複雑な空力構造の管理
航空宇宙・防衛分野では、CFDは航空機の翼、エンジン部品、ミサイル本体などのコンポーネントの設計と最適化に不可欠です。CFDシミュレーションは、流体の流れや熱伝導の問題に対処し、空力性能、燃料効率、安全性を向上させます。その用途には、航空機内の空気の流れの解析、機内環境のシミュレーション、高度な電子機器の冷却システムなどがあります。自動車業界では、CFDを使用して、性能の向上、抵抗の低減、燃費の改善を設計しています。その用途は、内燃エンジンの最適化から効果的なキャビンの快適性の確保まで多岐にわたります。また、電気自動車やハイブリッド車の開発においても、空気力学的な力や熱管理の解析は、バッテリーの性能や電子部品の寿命を最大化するために極めて重要です。データセンターでは、冷却戦略を最適化し、ハードウェアの故障につながるホットスポットを防止するために、CFDが役立っています。CFDは、サーバーレイアウトの計画やHVACシステムの設計を支援し、効率的な空気分配を実現します。これは、特にデータセンターが大規模化・複雑化する中で、大規模なコンピューティングシステムの信頼性を維持するために極めて重要です。エレクトロニクス分野では、CFDは熱の流れや分布を予測することで、スマートフォン、ノートパソコン、サーバーなどのデバイスの熱管理に役立ち、エンジニアは冷却戦略を考案することができます。エネルギー分野では、CFDは風力タービンやソーラーパネルのような再生可能エネルギーシステムの開発や、原子炉やガスタービンのような従来の発電設備の安全な運転と効率の最適化をサポートしています。飲食品業界におけるCFDアプリケーションでは、加熱、冷却、混合プロセスのシミュレーションを行い、生産の最適化と製品品質の確保を図っています。これらのシミュレーションは、製品の風味と一貫性を高めながら、安全性と衛生基準を遵守するのに役立ちます。医薬品・医療機器分野では、CFDは医療機器の血流シミュレーションに利用され、心臓血管系機器の設計や性能評価に役立っています。医薬品開発では、CFDシミュレーションが混合プロセスの理解に貢献しており、これは医薬品の品質と有効性に不可欠です。
地域別の洞察
南北アメリカでは、米国とカナダが、航空宇宙、防衛、自動車などの様々な産業において、高度な研究能力と高い採用率を誇るCFD市場の重要なプレーヤーです。欧州はエンジニアリングが盛んで、自動車、航空宇宙、エネルギー産業でCFDが利用されています。ドイツ、英国、フランスは、CFD研究とアプリケーションに多額の投資を行っている主要な貢献国です。EMEAにおけるCFDの利用は、風力発電や潮力発電プロジェクトなど、環境問題への取り組みと統合されていることも特徴です。APACは、中国、日本、韓国、インドなどの国々の産業成長に牽引され、CFD市場で最も急成長している地域です。需要は主に自動車、エレクトロニクス、航空宇宙産業が後押ししており、現地企業は世界CFDプロバイダーと協業して能力を高めています。
FPNVポジショニング・マトリックス
FPNVポジショニングマトリックスは計算流体力学市場の評価において極めて重要です。事業戦略や製品満足度に関連する主要指標を調査し、ベンダーの包括的な評価を提供します。この綿密な分析により、ユーザーは各自の要件に沿った十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。評価に基づき、ベンダーは成功の度合いが異なる4つの象限に分類されます:フォアフロント(F)、パスファインダー(P)、ニッチ(N)、バイタル(V)です。
市場シェア分析
市場シェア分析は、計算流体力学市場におけるベンダーの現状について、洞察に満ちた詳細な調査を提供する包括的なツールです。全体的な収益、顧客基盤、その他の主要指標についてベンダーの貢献度を綿密に比較・分析することで、企業の業績や市場シェア争いの際に直面する課題について理解を深めることができます。さらに、この分析により、調査対象基準年に観察された累積、断片化の優位性、合併の特徴などの要因を含む、この分野の競合特性に関する貴重な考察が得られます。このように詳細なレベルを拡大することで、ベンダーはより多くの情報に基づいた意思決定を行い、市場で競争優位に立つための効果的な戦略を考案することができます。
1.市場の浸透度:主要企業が提供する市場に関する包括的な情報を提示しています。
2.市場の開拓度:有利な新興市場を深く掘り下げ、成熟市場セグメントにおける浸透度を分析しています。
3.市場の多様化:新製品の発売、未開拓の地域、最近の開発、投資に関する詳細な情報を提供します。
4.競合の評価と情報:市場シェア、戦略、製品、認証、規制状況、特許状況、主要企業の製造能力などを網羅的に評価します。
5.製品開発およびイノベーション:将来の技術、研究開発活動、画期的な製品開発に関する知的洞察を提供します。
1.計算流体力学市場の市場規模および予測は?
2.計算流体力学市場の予測期間中に投資を検討すべき製品、セグメント、用途、分野は何か?
3.計算流体力学市場の技術動向と規制枠組みは?
4.計算流体力学市場における主要ベンダーの市場シェアは?
5.計算流体力学市場への参入に適した形態や戦略的手段は?
[191 Pages Report] The Computational Fluid Dynamics Market size was estimated at USD 2.85 billion in 2023 and expected to reach USD 3.06 billion in 2024, at a CAGR 8.32% to reach USD 4.99 billion by 2030.
Computational fluid dynamics (CFD) refers to using numerical methods and algorithms to solve and analyze fluid flow problems. CFD is applied in various fields such as aerospace, automotive, energy, and electronics to simulate fluid interactions with surfaces and within systems under different conditions. The market encompasses software tools and services that enable this computational analysis. Determinants for market growth include technological advancements that increase CFD software capabilities, higher computing power at lower costs, and the growing emphasis on product optimization and eco-friendly designs. Improvements in user interface and user experience of CFD software are also aiding market expansion by making these tools more accessible to engineers and designers without specialized CFD knowledge. Limitations in the CFD market stem from the high cost of CFD software and the need for specialized knowledge to operate it effectively. It is also challenging to adequately model complex physics and chemical reactions, sometimes resulting in a gap between simulation and real-world outcomes. However, integrating artificial intelligence (AI) and machine learning improves simulation accuracy and speed, which presents a substantial opportunity. Additionally, there is growing demand in emerging markets such as India and China due to rapid industrialization and the expansion of research and development activities.
KEY MARKET STATISTICS | |
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Base Year [2023] | USD 2.85 billion |
Estimated Year [2024] | USD 3.06 billion |
Forecast Year [2030] | USD 4.99 billion |
CAGR (%) | 8.32% |
Function: Advancement in dynamic modeling across industrial setting to manage temporal changes
Dynamic modeling in the context of computational fluid dynamics (CFD) involves fluid flow simulation with time-dependent behavior. This is essential for analyzing systems where conditions change over time, such as in pulsatile blood flow or variable load conditions in aerodynamics. This modeling technique is crucial for automotive, aerospace, and biomedical engineering industries, where understanding the transient behavior can lead to improved design and performance enhancement. In the failure analysis domain, CFD predicts and analyzes conditions that can lead to system or component failure. It helps in identifying potential weak points in the design phase, thereby reducing risks and preventing costly recalls or safety incidents. Structural analysis using CFD involves the examination of the effects of fluid flows on physical structures. This analysis is necessary for designing buildings that withstand wind loads, bridges that endure varying water currents, and machinery that operates in fluid environments. The construction and maritime industries, among others, highly prioritize this function in their design process. Thermal-fluids analysis is a subset of CFD that evaluates the interaction between temperature and fluids. This is critical for the design of heat exchangers, air conditioning systems, and engine cooling systems, among others. It enables engineers to optimize for heat transfer and efficiency. The automotive and HVAC industries, in particular, rely heavily on this type of analysis. Thermal-structural analysis combines the heat transfer aspect of thermal-fluid analysis with the deformation and stresses of structural analysis. This interdisciplinary approach is important when analyzing components subjected to high temperatures that could affect their mechanical integrity. Highly relevant to the aerospace and manufacturing industries, this analysis helps design components that endure thermal and mechanical loads, such as jet engine turbine blades.
Deployment: Growing preferences for on-cloud CFD for scalability, flexibility, and reduced capital expenses
On-premise CFD refers to the traditional model where simulations are run on physical hardware located within the organization's premises. This setup controls computational resources, data security, and software customization. However, organizations need to make substantial upfront investments in infrastructure and ongoing maintenance. High performance computing (HPC) clusters are typically required for complex simulations, demanding skilled IT staff to manage these systems. On-cloud CFD leverages cloud computing platforms to run simulations, offering a flexible, scalable alternative with often lower upfront costs. Cloud-based models enable seamless access to vast computational resources on demand. This reduces the need for physical infrastructure and shifts expenditures from CapEx to OpEx. With the growing adoption of cloud services in various sectors, on-cloud CFD solutions are becoming increasingly popular, especially for small to medium enterprises and startups.
End-use: Deployment of CFD across aerospace & defense sector to manage complex aerodynamic structures
In aerospace and defense, CFD is critical for designing and optimizing components such as aircraft wings, engine parts, and missile bodies. CFD simulations address fluid flow and heat transfer issues, improving aerodynamic performance, fuel efficiency, and safety. Several applications include analyzing air flows over the aircraft, cabin environment simulations, and cooling systems for advanced electronics. The automotive industry uses CFD to design enhanced performance, reduced drag, and improved fuel efficiency. Applications range from optimizing internal combustion engines to ensuring effective cabin comfort. The analysis of aerodynamic forces and thermal management is also crucial for developing electric and hybrid vehicles to maximize battery performance and the longevity of electronic components. CFD is instrumental in data centers for optimizing cooling strategies and preventing hotspots that can lead to hardware failure. It assists in planning server layouts and designing HVAC systems to ensure efficient air distribution, which is pivotal for maintaining the reliability of large-scale computing systems, especially as data centers grow in size and complexity. In electronics, CFD helps in the thermal management of devices such as smartphones, laptops, and servers by predicting heat flow and distribution, allowing engineers to devise cooling strategies. In the energy sector, CFD supports the development of renewable energy systems like wind turbines and solar panels and the safe operation and efficiency optimization of traditional power generation facilities, such as nuclear reactors and gas turbines. CFD applications in the food and beverage industry involve simulating heating, cooling, and mixing processes to optimize production and ensure product quality. These simulations help comply with safety and sanitation standards while enhancing the flavor and consistency of products. In the pharmaceuticals and Medical Devices segments, CFD is utilized to simulate blood flow in medical devices, aiding in designing cardiovascular devices and assessing their performance. In drug development, CFD simulations contribute to understanding mixing processes, which is essential in the quality and efficacy of pharmaceutical products.
Regional Insights
In the Americas, the United States and Canada are significant players in the CFD market with advanced research capabilities and high adoption rates in various industries such as aerospace, defense, and automotive. Europe has a strong engineering base, with CFD used across automotive, aerospace, and energy industries. Germany, the UK, and France are the key contributors with significant investments in CFD research and applications. CFD usage in EMEA is also characterized by its integration with environmental initiatives, such as wind and tidal energy projects. APAC is the fastest-growing region in the CFD market, driven by industrial growth in countries like China, Japan, South Korea, and India. The demand is primarily fueled by the automotive, electronics, and aerospace industries, with local companies collaborating with global CFD providers to improve their competencies.
FPNV Positioning Matrix
The FPNV Positioning Matrix is pivotal in evaluating the Computational Fluid Dynamics Market. It offers a comprehensive assessment of vendors, examining key metrics related to Business Strategy and Product Satisfaction. This in-depth analysis empowers users to make well-informed decisions aligned with their requirements. Based on the evaluation, the vendors are then categorized into four distinct quadrants representing varying levels of success: Forefront (F), Pathfinder (P), Niche (N), or Vital (V).
Market Share Analysis
The Market Share Analysis is a comprehensive tool that provides an insightful and in-depth examination of the current state of vendors in the Computational Fluid Dynamics Market. By meticulously comparing and analyzing vendor contributions in terms of overall revenue, customer base, and other key metrics, we can offer companies a greater understanding of their performance and the challenges they face when competing for market share. Additionally, this analysis provides valuable insights into the competitive nature of the sector, including factors such as accumulation, fragmentation dominance, and amalgamation traits observed over the base year period studied. With this expanded level of detail, vendors can make more informed decisions and devise effective strategies to gain a competitive edge in the market.
Key Company Profiles
The report delves into recent significant developments in the Computational Fluid Dynamics Market, highlighting leading vendors and their innovative profiles. These include Airflow Sciences Corporation, Altair Engineering Inc., ANSYS, Inc., Autodesk, Inc., Azore Software, LLC, byteLAKE, Cadence Design Systems, Inc., Cape CFD, COMSOL, Inc., Convergent Science, Inc., Dassault Systemes SE, Desanco, Dive Solutions GmbH, ESI Group, FEXILON TECHNOLOGIES, Graphler Technology Solutions, Hexagon AB, Hitech Digital Solutions LLP, Mr CFD Company, LLC, PD Solutions, PTC Inc., Resolved Analytics, PLLC, Siemens AG, Simerics Inc., Streamwise GmbH, Symscape, Tridiagonal Solutions Pvt. Ltd., and VirtusAero, LLC.
Market Segmentation & Coverage
1. Market Penetration: It presents comprehensive information on the market provided by key players.
2. Market Development: It delves deep into lucrative emerging markets and analyzes the penetration across mature market segments.
3. Market Diversification: It provides detailed information on new product launches, untapped geographic regions, recent developments, and investments.
4. Competitive Assessment & Intelligence: It conducts an exhaustive assessment of market shares, strategies, products, certifications, regulatory approvals, patent landscape, and manufacturing capabilities of the leading players.
5. Product Development & Innovation: It offers intelligent insights on future technologies, R&D activities, and breakthrough product developments.
1. What is the market size and forecast of the Computational Fluid Dynamics Market?
2. Which products, segments, applications, and areas should one consider investing in over the forecast period in the Computational Fluid Dynamics Market?
3. What are the technology trends and regulatory frameworks in the Computational Fluid Dynamics Market?
4. What is the market share of the leading vendors in the Computational Fluid Dynamics Market?
5. Which modes and strategic moves are suitable for entering the Computational Fluid Dynamics Market?