各地OpenCAE勉強会活動紹介など OpenCAE情報交換会 SH

2016/11/12(土曜日)
OpenCAE初歩情報交換会@北東北
岩手大学
各地OpenCAE勉強会
活動紹介など
OpenCAE情報交換会 SH
本日の発表内容
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
2)DEXCS-OpenFOAM2016について(岐阜勉強会など)
- DEXCSでのメッシュ作成
- 2016版の特徴
- FreeCADの使い方
3)結果可視化の効率化(富山＆関西勉強会など)
- ParaViewのスクリプト利用
- Python MatplotLibの利用
4)構造系オープンＣＡＥの状況(関東の構造勉強会&岐阜勉強会など)
5)クラウド利用(JAWS-HPC-UGなど)
6)その他小ネタ集など
- 1D-CAEの OpenModelica & J-Modelica
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
その前に
OpenCAE勉強会＠関東(流体など)について
-
開催ペース:おおよそ毎月　14:00～18:00くらい?
開催場所：西新宿　日本ESI オフィス　幹事:THINKさん
内容：招待講演、数値流体力学輪講、事例発表など
発表テーマ:
①　流体・熱流体（OpenFOAM関連)
②　MBD/1D-CAE(OpenModelicaなど)
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
OpenFOAMはLinuxで使うシステム、WindowsOSのPCで使う
場合は仮想マシン(Vmware, VirtualBOX)を使うか
デュアルブートできるようにHDDをパーティションするのが常識である
が、WindowsPCで使う方法がいくつか
OpenCAE勉強会＠関東(流体など)などで報告があった。
①　Windows10/bash on Windows で使う
②　blueCFD-coreを使う
③　ESI版OpenFOAM　Windows版を使う
④　その他Windows対応版OpenFOAMを使う
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
①　Windows10/bash on Windows で使う
Bash on windows とは？ Windows 10上で
Ubuntu のbash を使えるようにする仕組み
コマンドプロンプトかPowershell から使える
Ubuntuの仕組みが使えるので当然OpenFOAMも使える。
Ubuntu 14.04相当がインストールされる。
-OpenFOAM3.0, 4.0の動作報告あり。
-wmake などのビルドも問題なし
MPIがうまく動かない場合ありとのことでした
・メリット：ネイティブ環境でOpenFOAMの正規版が利用
可能である。
ただし、GUIを使ったコマンドは基本的に使えないので、
ParaViewなどはWindowsネイティブのものを使った方
がよい（私のPCはWindows7 のままなので試してません）
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
②　blueCFD-coreを使う
blueCFD-core とは？ Windows 上でLinuxのエミュレータ
MSYS2を使ってOpenFOAMをビルドしたもの。
（非公式版)
http://bluecfd.github.io/Core
1core版だけ無料で使え、マルチコアhub版は有料だった　が、現在全て無料で利用可能とのこと。
インストール方法はPENGUINITISさんのHPを参照
メリット：Windowsなら大体動く、本当のWindowsネイティブ
環境でOpenFOAMが利用可能である。
OpenCAEシンポジウムにてペンギンさんか
らExcelと連携した事例の紹介が行われる
予定
1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)
③　ESI版OpenFOAM　Windows版を使う
- 最近はESI版と最近OpenCAE　Foundation版の２種類
のバージョンが出ている。
- ESI版は過去に有償で開発した拡張機能を追加したもの
- ESI版はWindows版が出ている
メリット：ESIがサポートする正規版
実際はdockerを使った仮想環境でバックでVirtualBOXが動
いているのでなんちゃってWindows版である
報告内容
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OpenFOAMのWindows（正式版）が出たの
でWindows７（64 bit）マシンにインストールし
てみた。
通常のネット接続環境では問題ないと思われ
るが、某社のネット接続環境では問題があった
ので、回避方法を報告する。
OpenCAE　関西のHPにkawabata さんのイ
ンストールメモが上がっているのでこちらを参
考にする
http://ofbkansai.sakura.ne.jp/archives/1
23590#more-123590
インストール環境の前提
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Windows 7,8 64 bit 10でもできるかも？
Install 中にインターネットに接続必要
（boot2dockerをインストールするので）
管理者権限が必要
現在利用可能なのはOpenFOAM V2.4,3.0
ParaVIewは入っていないのでWindows版
１．　インストーラを下記からDownload
する
http://www.openfoam.com/products/openfoam-windows.php
①インストーラのダウンロード
インストーラのダウンロードはESIの「OpenFOAM for Windows」のページまた
はsource.forge からダウンロードできます。
②インストラーを実行する（ダブルクリックで良いが管理者権限のないユーザの
場合はマウスの右クリックで”管理者として実行する”を選択する）
２．　インストーラを実行
①　インストーラを実行する
②　ライセンス条項を確認し、NEXTを選択
３．インストール先の設定など
①インストール先の設定などしてNEXT
②インストールが開始される
４．boot2Docker のインストール
①　ほっておくとインストラーがかってに次にboot2Docker
をインストールする（ネット接続必須）NEXT 選択
②　インストールオプションが出てくる。デフォルトでは
VirtualBOXがオフになっているがオンにする。　NEXT選択
４．boot2Docker のインストール
インストール先の指定
Install ボタンを押すとインストール開始
デスクトップアイコンの作成をON
４．boot2Docker のインストール
インストールが開始されて無事終了するハズ。。。
調べた結果原因は某社の社内ネットワーク設定にあることが判明。Windowsのコマ
ンドラインから起動するプログラムがProxy Server経由でネットワークにアクセスでき
るようにWindowsの環境変数 HTTP_PROXY, HTTPS_PROXY をProxy Serverの
アドレス、パスワードを設定する必要があった
４．boot2Docker のインストール
今度はうまくいった。。。ShellのWindowが何度か出るが自然に消えるのでしばし放置する
環境変数を設定する１．
このアイコンをクリック（この操作はインストール時に一回だけ行う）
環境変数を設定する２．
下記のWindowが出るが自動的に消えるのでしばらくそのまま待つ
OpenFOAMのコマンドWindowを起動
このアイコンをクリック
コマンド画面が起動する
コマンドラインで確認
ログイン時は /home/ofuser に、Linux はLinux boot2docker 4.1.3に
なっている。OpenFOAM 本体は/opt にインストールされている。
操作は通常のLinux とほぼ同じである。
Windows 上からは C:\user\”ユーザ名” の下にホルダが存在する（共通）
チュートリアルをコピーする
cavityの例題を実行してみる
cavityの例題を実行してみる
Windowsにインストール済のParaView
で可視化処理する
ParaViewのOpenFOAMリーダを使うので＊＊＊.foam の空フォルダを適当な名前
で作る
Windows側ParaViewで正常に結果が出
ていることを確認
OpenCAE勉強会の紹介　その2
OpenCAE勉強会＠富山について
開催ペース:おおよそ毎月　13:00(13:30)～18:00くらい?
開催場所：富山県立大学　小杉駅から徒歩２５分　幹事：中川先生
内容：OpenFOAM, ParaViewの演習、事例発表など
発表テーマ:
-　流体・熱流体（OpenFOAM関連)が多い
最近のトッピクスなど
- OpenFOAMコード解説, ParaViewのスクリプト利用（中山さん）　など
→　シンポジウムにて中山さんの講習がある。
（結果処理の自動化など）
OpenCAE勉強会の紹介　その３
OpenCAE勉強会＠関西について
開催ペース:おおよそ毎月　13:00(13:30)～18:00くらい?
開催場所：ダイキン工業　大阪（大阪駅から徒歩５分）または大阪大学　中の島
幹事：川畑さん、片山さん、（大阪大学　高木先生）
内容：OpenFOAM, Salome-meca 事例発表, BookReviewなど
発表テーマ:
-　OpenFOAMの他、流体・構造系なんでもあり
- BookReView（CAE関連の書籍紹介）のコーナがなかなか面白い
最近のTopics： MatPlotLibを使ったOpenFOAMの結果可視化（高木先生）　など
→　シンポジウムにてPython(Matplotlibについても）の吉田さんの講習がある。
（結果処理の自動化など）
Matplotlibによる解析結果の可視化
●
詳しくは大阪大学高木先生がQiitaに記事を挙げているのでそちらを参照のこと
”OpenFOAMでmatplotlibを用いて等高線図を描いてみる”
メリット
-ParaViewで描画された画像はラスター形式であり，二次元断面での等高線(コン
ター)をベクター形式で出力できません．→　ベクトル出力可能
-また，可視化する断面・変数が決まっているときはParaViewを起動して描画する
作業が面倒になります．→　固定断面の結果ファイルを自動的に出力
Cavityの計算を
Matplotlibを使って
可視化した事例
OpenCAE勉強会の紹介　その4
OpenCAE勉強会＠岐阜について
開催ペース:おおよそ２ヶ月に一度　13:00(13:30)～17:00くらい?
開催場所：JR岐阜駅　直結のハートフルスクエア生涯学習センタ（徒歩３分）
幹事：柴田先生、（野村さん）　→　DEXCS開発者→　別資料
内容：OpenFOAM, Salome-meca、粒子法系事例発表, 時々午前講習
発表テーマ:
-　OpenFOAMの他、流体・構造系なんでもあり
- 講習会（ある時だけ）や特別企画が充実
- 夏に実施する合宿＠大垣市　が名物
最近のTopics： FreeCADの講習会
OpenCAE勉強会の紹介　その5
OpenCAE勉強会＠関東（構造など）について
開催ペース:おおよそ２−３ヶ月に一度　10:00(13:30)～17:00くらい?
開催場所：東京都内（文京区など）
幹事：藤岡先生、他
内容：Salome-meca、FrontISTR, GetFEM++など
発表テーマ:
-　構造系の事例など
- 午前と午後最初に必ず講習会を実施
- 事前に発表テーマを告知
最近のTopics：粒子法とSalome-mecaの連成解析など
→　別資料
その他OpenCAE関連の勉強会の紹介
JAWS-HPCUGについて
開催ペース:おおよそ２−３ヶ月に一度　19:00～２１:00くらい?
開催場所：東京都目黒区AMAZON本社ビルアルコタワー
内容：AWS(クラウド）を使ったHPCの事例、OpenFOAM計算速度の事例など
最近のTopics：粒子法とSalome-mecaの連成解析など
→　別資料
FrontISTR研究会について
開催ペース:おおよそ１−２ヶ月に一度　14:00～１７:00くらい（平日）?
開催場所：東京都　東大本郷または駒場第二　キャンパス
幹事：奥田先生
内容：FrontISTRの開発状況、事例発表、コードの解説
→　別資料
1D-CAEとは
製品などのシステム全体を１次元連立微分方程式モデルで簡易にあらわしたものを
シミュレーションするシステム
MBD(Model Base Design) とほぼ同じ意味
特徴：製品データ全体を俯瞰することが可能
－電気・熱・機構などの異なる物理モデル間で連成が容易
－パラメータ最適化が容易
ツール名称
分類
特徴など
SimlationX
商用・1D-CAE
Matlab/Simlink
商用・制御系
Simlink (GUI)の解説書が多い
OpenModelica
オープンソース・
GPL
GUI(Omedit)がある
JModelica
オープンソース
GUIなし
Scilab/XCOS
オープンソース
GUI(XCOS)がある, MATLABライ
ク
Octave
オープンソース
GUIなし, MATLABライク
1D-CAEとは　その２
なお元々シミュレーション個別分野で1D-CAE(1次元のシミュレーションモデル)の解
析する機能を持つものがある。具体的には次のようなもの
そもそも１次元の計算は簡単なので、自分で１から計算プログラムを作っても良い
これらのツールを使っても当然所望の計算はできる
分野で閉じている場合は下記の従来ツールを使った方がわかりやすいし早い
分野
ツールなど
特徴など
電気回路
（アナログ）
制御
電気分野で広く普及、解説書多い
LT-Spice, QUCS
など
Matlab, Scilabなど解説書が多い
熱
熱抵抗回路網
機構・動力学
MBDyn、FreeCAD
水力学
管路網解析
ポンプのウオータハンマの解析など
汎用数値解析
Mathmatica等
多数あり
システム熱解析で利用
Scilab/XCOS
・数値計算プログラムScilabに１Dモデル作成用
の専用GUI XCOSをつけたもの
・一部日本に対応しているのでOpenModelicaよ
りわかりやすい気がする？
・コネクション操作がModelicaよりスムーズ
・ライブラリはOpenModelicaより少ない
・日本語の解説本がいくつか出ている
Scilab/XCOS結果
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ブロック図と結果出力
XCOSでは出力の変数設定
出力間隔などの設定が必要
OpenModelica
•OpenModelica： OSMC Open Source
Modelica Consortiumが提供するオープンソー
ス
•商用ソフトと比較して制限
1) 3Dの運動解析結果表示ができない
(メカ系MBD(剛体運動）解析
2) サポートライブラリが少ない
OpenModelica
●
ブロック図
OpenModelica出力結果
●
出力図：書籍やXCOS出力とほぼ同じ結果が得られた。
Sine はBlocks →Sources→ Sine ( 数学関数のSinとまちがいやすい)
(Blocks-Sourcesの下にある。ちょっとわかりにくいので注意する。)
Force はMechanics →Translational → Sources →Force
Mass（質点), Spring(バネ), Damper(ダンパー) などはMechanics →Translational →
Components にある。
正弦波(sin) 加振
F×sin(Ωt)
モデルはこれと
同じ
質点：m
バネ定数:k
ダンピング定数:ｃ
ANSYS/StudentEditionインストール①
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ANSYS/StudentEditionが出て、誰でも無料で
使えるらしいのでインストールしてみた。
ANSYS HPからインストール実行ファイルとライ
センスファイルをDLする。ただし
実行ファイルは3.8Gbyteほどあるので、覚悟して
DLください。
どういうわけか某会社ネットワークではWindows
のIEとGoogleChromeからはDLできず、仮想マ
シンLinuxからFireFOXでDLする必要があった？
ANSYS/StudentEditionインストール②
ANSYS/StudentEditionインストール③
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Install モジュールはWindows64bit版のみ
Ansys/Mechanical, Fluent, ダイレクトモデラー（３D
モデル作成ソフト）などが利用できる
Student版では構造３万要素くらいまで計算できるらし
い？流体は５０万要素までOK
ライセンスファイルは半年分でライセンスファイルを入
れ替える必要がある
Setupを実行したあと環境変数を設定する。
（詳しくはHPを参照)
ANSYS/StudentEditionインストール④
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Fluentを実行してみる
下記HPからFluentサンプルをDLした
特に問題なくFluent計算が実行できた！！
http://www.mne.psu.edu/cimbala/me405web_Fall_2006/Fluent/fluent.htm
Here are some Fluent files that you may download:
- Round (circular) suction inlet along a wall
- inlet.dat.gz - Fluent data file for the suction inlet example.
- inlet.cas.gz - Fluent case file for the suction inlet example.
ANSYS/StudentEditionインストール⑤
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Fluent 実行結果ベクトル図
ANSYS/StudentEditionインストール⑥
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3D-CAD機能のDM（ダイレクトモデラー）なども問題なく起動
、ABAQUS/student版もそうであるが、商用ソフトは結構高機
能であるので要素制限があるとはいえ、検証用などうまく使え
ばいろいろ使えそうである。
Fluentも無料（タダ）で使える！
まとめ
•OpenCAE勉強会の最近の状況やトピックなどに
ついて報告しました。
•関連資料を無料で公開してくれている有志のみな
さんに感謝します。
OpenCAE関連イベント開催告知
１１月 24日-26 日 (土曜日)
オープンCAE学会シンポジウム＠東大駒場第二キャンパス
１2 月 3 日 (土曜日)
オープンCAE富山勉強会＠富山県立大学　５０回記念大会
オープンCAE岐阜勉強会
１2 月１０日 (土曜日)
オープンCAE関東勉強会（流体など）
オープンCAE広島勉強会

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