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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 ● ● ● 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 ● ● ● ● ● 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 ● 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 ● ● ● 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 ● ● ● ● ● 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 ● ● ● 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 ● Fluent 実行結果ベクトル図 ANSYS/StudentEditionインストール⑥ ● ● 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