オープンCAEとPython

大阪Pythonユーザの集まり2014/05 -2014.05.28
第30回オープンＣＡＥ勉強会＠関西 -2014.05.31
片山達也
オープンCAEとPython

本日の内容
2014/5/28,31 大阪Pythonユーザの集まり2014/5, 第30回オープンＣＡＥ勉強会@関西 2
 自己紹介
 自己紹介
 オープンCAEの使用履歴
 Pythonの使用履歴
 オープンＣＡＥとPython
 オープンＣＡＥについて
 オープンＣＡＥの紹介
 Pythonによる連携
 まとめ・参考文献

本日の内容
 自己紹介
 自己紹介

自己紹介
 自己紹介
名前片山達也
所属某空調メーカ
職種ＣＡＥエンジニア
E-mail katayama1227ron@gmail.com
その他オープンCAE勉強会＠関西の幹事

自己紹介
 オープンCAEの使用歴
 2009年頃、前の会社(某電機メーカ)にて、
 片山「流体解析がやりたいです」
 上司「ライセンスが足りないし、やらなくていいよ」
 片山「え・・・」
というやりとりを経て、
フリーで使えるCFD(数値流体力学)ソフトを探し、
DEXCS(OpenFOAMやそのランチャーをインストー
ル済みのディストリビューション)を知る。

自己紹介
 2010年頃、DEXCSの利用講習会にて、
 片山「流体解析がやりたいです」
 某先生「オープンソースだから、
がんばれば何でもできるよ。がんばれば。」
 片山「え。」
というやりとりを経て、OpenFOAMについて
一人で勉強し始める。

自己紹介
 2011年夏、構造解析Salome-Mecaを使ってみるも
フランス語のGUIに挫折する
 2011年夏、可視化ソフトParaViewの講習会にて
Pythonの存在を知る
 2011年秋、勉強会へ参加し始める。
業務でOpenFOAMを用いた放熱設計ツールを作成
 2012年秋、転職。
業務にて簡単な解析からOpenFOAMを利用し始める
今では時間のかかる解析もOpenFOAMで計算
 2014年1月、オープンCAE勉強会＠関西の幹事になる

自己紹介
 Pythonの使用歴
 2011年夏、可視化ソフトParaViewの講習会にて
Pythonの存在を知る。こっそり勉強し始める。
 2012年春、業務にて1D-CAEのモデル(物理シミュ
レーションの類)を作成し、scipyで最適化
 2013年春、PyMVPAでSOM(自己組織化マップ)や
pandasで散布図の作成など、いろいろつまみ食い
 2013年春、OpenMDAOを知る。OpenFOAMを使い
やすくするPyFoamをlibraryとして使う
 2014年春、OpenMDAOのOpenFOAM用plugin作成
に着手

本日の内容
 自己紹介
 自己紹介

 オープンＣＡＥについて
 オープンソースＣＡＥのメリット
 ライセンスの購入は不要
（並列化計算やＣＡＥ教育などにメリット）
 ソースコードを見たり変更したりできる
 自宅でプログラム開発ができてしまう
 オープンソースＣＡＥのデメリット
 ベンダーサポートがない
 使いこなすためには勉強が必要
 ＣＡＥ統合ソフトのようにソフト間の連携が悪い
 自宅でプログラム開発ができてしまう
Pythonに期待

 オープンＣＡＤの紹介
 FreeCAD
 Juergen Riegel, Werner Mayer
 GPL and LGPL license
 version 0.13 (0.14?)
 Features
 Multi-Platform
 Parametric modeling
 Python script
 Open CASCADE Technology-based
出典： http://freecadweb.org/wiki/index.php?title=Release_notes_013
Python

 オープンＣＡＥの紹介

 OpenCFD Ltd
 GPL
 version 2.3.x
 Features
 CFD tool box(over 80 solver and 170 utilty)
 CUI
 C++
 PyFoam (外部ツール)
 Bernhard F.W. Gschaider
OpenFOAM○R
Python
solve
(
fvm::ddt(T)
- fvm::laplacian(DT, T)
);
拡張性の高いソースコード
(非定常熱伝導方程式)

 Salome-Meca
 eDF
 LGPL
 version 2014.1
 Features
 統合プラットフォーム
 SALOME Platform ＋Code_Aster
 Python script
Python

 ParaView
 Kitware
 BSD license
 version 4.1
 Features
 Multi-Platform
 VTK based
 Python script
 parallel processing
出典：http://www.paraview.org/gallery/
Python

 オープンＣＡＯの紹介
 OpenMDAO
 NASA Glenn Research Center
 Apache V. 2.0 license
 version 0.9.7
 Features
 複合領域設計解析・最適化ツール
 Python フレームワーク
 Chrome based GUI
 最適化エンジン内臓
 複数のソフトを組み合わせてモデルを作成
Python

 オープンＣＡＯの紹介
 OpenMDAO（つづき）
 他のＣＡＥソフトとの連携
 多目的最適化
 形状最適化
 パラメータ同定
 近似関数の作成
 散布図
 連成解析
 パラスタ
 
 
 
   
21
21
213
212
211
,:find
18,618,6:tosubject
,:min
,:min
,:min
xx
xx
xxf
xxf
xxf


 Pythonによる連携
 連携の第１弾として、OpenFOAMの自動化を担う
openfoam_wrapper(OpenMDAO plugin)を作成中
固体流体連成
最適化
パラスタ
最適化
パラスタ

本日の内容
 自己紹介
 自己紹介

まとめ・参考文献
 まとめ
 主要なオープンソースＣＡＤ/ＣＡＥのインターフェ
イスにPythonあり
 OpenMDAOフレームワークで各ソフトを動作させれ
ば、連成解析や最適化など用途の幅が広がる

まとめ・参考文献
 参考文献
 E.Mogura様オープンＣＡＥコンサルタントOCSE^2
 高木先生可視化ソフト、どれが最高ですか? from 2ch (高木)
（第29回オープンＣＡＥ勉強会＠関西）

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