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
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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
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ブロック図
OpenModelica出力結果
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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