物資立替払=普通償還 利率 年 月利 償還月数 24月(2年) 36 ...物資立替払=普通償還 償還月数 立替金額 (万円) 10 4,280 2,891 11 4,708 3,180
無償のモデリングソフトウェアCAESESを使ってみた
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Transcript of 無償のモデリングソフトウェアCAESESを使ってみた
Fumiya Nozaki
最終更新日: 2014年6月1日
日本語版
CAESES®を使ってみよう!
Keywords: • CAESES® • FRIENDSHIP-Framework® • OpenFOAM® • 設計最適化 • パラメトリックモデリング
2
Chapter 1
CAESES®の概要説明です.
3
CAESES®とは?
商用の最適設計支援ツール FRIENDSHIP-Framework® の無償版
CAE-System Empowering Simulation
4
無償版で何ができるか?
パラメトリックな形状モデルの作成 CFDソフトとの連携
性能の比較・評価や可視化処理 変形形状の自動生成と 最適化 パラメトリックスタディ
5
パラメトリックな形状モデルとは?
開発元の FRIENDSHIP SYSTEMS 社の YouTube のチャンネルにある 動画を見てみましょう. まずはこれ インペラのモデリング など 他にもたくさんの動画がアップ されています.
Centrifugal Impeller
6
作成したモデルの一例
Compressor Volute Parametric Wind Turbine
9
外部ソフトとの連携
CADの機能を内蔵
メッシュ生成ツール, CFDソルバー
など
変形形状を自動で生成し, STL形式などで出力
ソルバーを実行して得られる 目的関数の値
自動化
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連携の設定概要
バッチモードで実行可能なメッシュ生成ツール,CFD ソルバーであれば,CAESES と連携させることにより,パラメトリックスタディの自動化が可能.
他のソフトウェアとの接続設定は,CAESES の GUI 上から簡単に行うことができます.
1 2
4 3
5
1 : 形状データの指定 : 設定ファイルの指定 計算条件ファイルなど : 目的関数値が出力さ れるファイルの指定 : 結果ファイルの指定 : 実行ファイルの設定
2
3
4
5
11
チュートリアルの活用
こちらをクリックすると操作手順 を記した文書が開きます.
GUI 上の Documentation Browser から各種チュートリアルに アクセス可能です.
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チュートリアルの活用|Getting Started
基本的な操作
モデリングの概要
Design Engine を使用した変形形状の生成
GUI
『Getting Started』では,最適化を支援する4つの機能の概要 が説明されています.
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チュートリアルの活用|Getting Started(続き)
サーフェスからSTLを生成
他のソルバーとの連携
可視化
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チュートリアルの活用|General Modeling
モデリングの基本の解説
パラメトリックな 2D モデルの生成
押し出しによるサーフェスの生成
パラメトリックなフィレットの生成
『General Modeling』では,基本的なモデリング機能が習得できます.
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チュートリアルの活用|Features
形状オブジェクトから Feature を定義
条件分岐の活用
繰り返し処理
関数の活用
代表的な機能の1つである 『Feature』の使用方法の解説です.
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チュートリアルの活用|Meta Surface
Meta Surface は押し出しの方向の指定方法により様々なサーフェスの生成に対応が可能
押し出し方向を曲線で指定
座標軸方向への押し出し
座標軸周りの回転押し出し
代表的な機能の1つである 『Meta Surface』の使用方法の解説です. 『Meta Surface』 により,パラメトリックな押し出しによる様々なサーフェス生成が可能です.
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チュートリアルの活用|Blade Design
三次元翼のパラメトリックモデルの生成
オリジナルの翼型の生成
Meta Surface を用いた径方向のコントロール
翼のパラメトリックモデルの生成方法の解説です. 翼弦長,翼厚,スキューやピッチなどの分布を自由にコントロールできます.
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チュートリアルの活用|Best Practices
ボリュートのモデリングの概要
19
サンプルモデルの活用
チュートリアル以外にもさまざまなサンプルモデルが用意されています.
20
Chapter 2
簡単なL字管を題材にして,
実際に使ってみましょう.
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まずは,背伸びせず L字管に挑戦
流入面
流出面
このピンク色の曲り部分を変形させます
baseline
22
変形:幅を変更
23
変形:高さを変更
24
変形:断面の丸みを変更
少し分かりにくいので, 次の2ページをご覧ください.
25
変形:断面の丸みを変更
変形前
断面は円
26
変形:断面の丸みを変更
変形後
断面が四角形に 近づいています
NURBS曲線の重みを変えることで このような変形を実現しています.
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このような変形をどのようにして 実現しているのか?
次のページから説明します.
28
断面曲線の3つのパラメータ
幅 width
高さ height
重み weight
NURBS 曲線の コントロールポイントの重み
断面曲線を3つのパラメータにより定義しています.
断面曲線
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サーフェスの生成
押し出し曲線 path 終点
始点
断面曲線
断面曲線の押し出しによりサーフェスを生成しています.
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断面パラメータ値の分布
終点 t=1
始点 t=0
各パラメータについて,押し出し曲線方向での値の分布を 自由にコントロールすることができます.
幅の分布 width distribution
パス曲線上の t=0.5 での幅
パス曲線上の t=0 での幅 詳細は次ページ.
31
断面パラメータ値の分布
パラメータ値の分布 Parameter value distributions
各断面パラメータの値の分布を 曲線でコントロールすることができます.
幅 width
重み weight
0.25
パス曲線上の t=0.25 での幅
各パラメータについて, この関係がパス曲線上の各点で 成立しています.
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以上ご紹介したモデルは一例で,
断面パラメータは自由に設定が可能です.
パラメータ値の分布を定義する曲線を変形させることで,
少ないパラメータで曲面をなめらかに 変形させることが可能です.
33
To Do
次回更新時に,OpenFOAM®との接続設定の仕方などを追記します!
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Chapter 3
他のCADソフトへの形状データの
受け渡し方法を見てみましょう.
ここでは,FreeCADを使用します.
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CAESESからのエクスポート
Object Tree で出力するエンティティを選択して,File メニューの Export で出力形式を選択します.
出力可能な形式
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IGES 形式での出力
CAESES で生成した Meta Surface を IGES 形式で出力してみます.
IGES ファイル (冒頭部分)
37
IGES ファイルの内容
IGES ファイルの内容を調べてみましょう.
CAESES IGES~Export S0000001 1H,,1H;,18HFRIENDSHIP Systems,10Hsample.igs,20HFRIENDSHIP Framework, G0000001 7HFS IGES,32,128,6,1024,15,10Hsample.igs,1,6,1HM,1,1, G0000002 18H15H20140416.152609,1e-06,10,7Hunknown,23HFRIENDSHIP SYSTEMS GmbH,10, G0000003 0; G0000004 128 1 0 1 0 0 0 000000001D0000001 128 0 0 2797 0 s3 D0000002 128,99,29,3,3,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0.020204322811,0.0303064376359, 1P0000001 0.0404085532925,0.0505106601157,0.060612727697,0.0707147410624, 1P0000002 0.0808167369921,0.0909186109415,0.101020558065,0.111122410354, 1P0000003 0.121224034856,0.131325630572,0.141427099296,0.151528384938, 1P0000004 0.161629491643,0.17173026326,0.181830711361,0.191930762146, 1P0000005 0.202030377477,0.212129589964,0.222228418617,0.23232704124, 1P0000006 0.242425781308,0.252524764146,0.262623607889,0.272722260742, 1P0000007
(以下省略) S0000001G0000004D0000002P0002797 T0000001
IGES ファイル (冒頭部分)
IGES ファイルは5つのセクションから構成されます: • スタートセクション(S) • グローバルセクション(G) • ディレクトリエントリーセクション(D) • パラメータデータセクション(P) • ターミネートセクション(T)
73カラムに各セクション を示す記号が記述されます.
各セクション のシーケンス番号
38
IGES ファイルの内容
IGES ファイルの内容を調べてみましょう.
CAESES IGES~Export S0000001 1H,,1H;,18HFRIENDSHIP Systems,10Hsample.igs,20HFRIENDSHIP Framework, G0000001 7HFS IGES,32,128,6,1024,15,10Hsample.igs,1,6,1HM,1,1, G0000002 18H15H20140416.152609,1e-06,10,7Hunknown,23HFRIENDSHIP SYSTEMS GmbH,10, G0000003 0; G0000004 128 1 0 1 0 0 0 000000001D0000001 128 0 0 2797 0 s3 D0000002 128,99,29,3,3,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0.020204322811,0.0303064376359, 1P0000001 0.0404085532925,0.0505106601157,0.060612727697,0.0707147410624, 1P0000002 0.0808167369921,0.0909186109415,0.101020558065,0.111122410354, 1P0000003 0.121224034856,0.131325630572,0.141427099296,0.151528384938, 1P0000004 0.161629491643,0.17173026326,0.181830711361,0.191930762146, 1P0000005 0.202030377477,0.212129589964,0.222228418617,0.23232704124, 1P0000006 0.242425781308,0.252524764146,0.262623607889,0.272722260742, 1P0000007
(以下省略) S0000001G0000004D0000002P0002797 T0000001
IGES ファイル (冒頭部分)
• 出力した形状が IGES のどのエンティティタイプとして扱われているかは,ディレクトリエントリーセクションの一番左の数字で確認できます.
128 は,有理 B スプライン サーフェスです.
• 1エンティティ(要素)につき2レコード(行)で構成されます.
39
FreeCADで読み込み
40
曲線オブジェクトのタイプ
CAESES の各曲線オブジェクトが,IGES のどのタイプで出力されるのかを 以下にまとめます.
110
100 104
126
126
126
41
Thank You!