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第56回オープンCAE勉強会＠関東（流体など） 「こどもごころに計算技術をトッピング」「計算世界をインタラクティブ/没入体験」
・こどもごころに計算技術をトッピング ーぼくたち男の子！ 編ー ・計算世界をインタラクティブ/没入体験 ーこづかい少ない中年男性でも！ 編ー
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第56回オープンCAE勉強会＠関東（流体など） 「こどもごころに計算技術をトッピング」「計算世界をインタラクティブ/没入体験」
- 1. こどもごころに計算技術をトッピング ーぼくたち男の子！ 編ー 計算世界をインタラクティブ/没入体験 ーこづかい少ない中年男性でも！ 編ー 2016/04/09 第56回オープンCAE勉強会＠関東（流体など） 平林純 （Jun Hirabayashi） @hirax, http://www.hirax.net, jun@hirax.net
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- 3. OpenFORMを使う前 もっぱら２次元計算 ２０世紀の旧スクール水着には穴が開いていた 流体力学的に、その穴の必要性を理解しよう！ 男の子の知らない「スクール水着の秘密」 おっぱい 35% スカート 15% スクール水着… その他 45% 研究内容の 分野比率の 可視化結果 この穴に下から手を入れる こともできた！ 泳いでいる時に胸元から入る水の動きを考える 穴が無いと胸の後ろ（下側）に水着が押されて、 胸が見えちゃうかも
- 4. OpenFORMを使う前 もっぱら２次元計算 時速６０ｋｍの風の動き抵抗はおっぱいの感触か？ のアレ 1. 時速60km程度の気流を受けた場合に 2. 掌の周りで気流はどのようになるか？ 3. 流体の挙動をシミュレーション計算する おっぱい 35% スカート 15% スクール水着… その他 45% 研究内容の 分野比率の 可視化結果 ６０ｋｍ/hで走りながら 広げた掌周りの空気流計算 けれど、２次元計算なので、掌周り… じゃなくて「指周り計算」になっちゃう…
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- 8. バーチャル空気泡 子供に人気の「でんじろう先生…と言えば空気泡」 科学好き大人の興味を「流体ソルバのOpenFOAM」 で惹こう！ アート好きな女子の心も手に入れるために 「OpenFrameworks」も使ってみる openFrameworks インタラクティブアートなどを 簡単に作ることができる オープンソースC++ツールキット 空気泡 （Air Vortex Cannon） OpenFOAMで流体計算 無料 目指せ！ でんじろう先生！
- 9. OpenFOAM空気砲の仕組み マイクを仕込んだ空気泡を作る 「背面ゴム膜」振動量と「音波（低周波成分）」の対応付けをテキトーにする OpenFOAMで「背面ゴム膜の振動量」を変化させた計算をたくさんする（数日続けた） 空気泡を使う→マイクが検出した音波→条件に合ったOpenFOAM計算結果を３D空間に表示 低周波音波 ゴム膜振動量 対応付け マイク内蔵空気砲を使う 低周波音波 対応付け 条件に合った OpenFOAM計算結果 3D表示 （openFrameworks） 結果表示はParaview経由 マイクを内蔵した空気砲 準備 使用時 空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算 interFormで混相流（空気・煙） として計算
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- 12. ANDは「足す」じゃなくて「乗算」 だった悪夢 …ちなみに、 こども＋科学好き大人＋アート好き女子 になるはずが…この力作が受けた相手は、 こども× 科学好き大人 × アート好き女子 ≒ ゼロ だった。 超ピンポイント 「わからないこと」があると その時点で興味がなくなる。 →ハマってくれたのは、こども ゴコロを持った流体計算屋（か つアート好き）だけだった
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- 14. OpenFOAM計算結果の世界に入っ てみる（没入体験） 3DゲームエンジンUnity用にZENRINが公開している3D都市モデルを使う 実際の街並みを基にデータ化し ているので、ゲームの中にリア ルな街を仮想空間として再現で きます。実用的な様々なエフェ クトやキャラクター等のモデル データが同梱されています。ま た、幅広く二次創作活動でご利 用いただくために「クリエイ ティブ・コモンズ 表示4.0 国際 ライセンス(CC-BY)」に基づき 提供しております。 Unityから .objとして３D形状出力 Blenderでデータ加工 OpenFOAMで計算 (motorBikeチュートリアルベース) ParaViewで 可視化した結果を Unityの３D秋葉原に取り込む Unityから ヘッドマウントディスプレイの Oculus Riftに表示 UnityでZenrinの秋葉原３Dデータを 読み込む .objに対して blockMesh →snappyHexMesh 599 USD 無料 無料 無料 無料
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- 18. これから先の挑戦アイデア OpenFOAM計算結果の世界を歩く （これはできてる） 刻々の風を体感する （たぶん、やる） どういうこと？→いる場所の風情報に応じて、体験者の周りの扇風機を回す 非定常計算結果に対応する （データアクセス周りを苦労する？） ３D映像も実写風景動画で作る （場所移動が少なければできそう） 体験者の周囲に ファンを配置して 制御できるようにする 刻々の「風」を視覚的にも 肌感覚でも体感させる！ ３D空間をさらにリアルに して、超実感させてみたい
- 19. これから先の挑戦アイデア 簡易計算にしないと辛そう…あるいは簡易リアルタイム計算でいいかも？ 定量性は必要ない用途…のような気もする。 LeapMotionによる掌の 動き（形状や姿勢）の検知 空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算空気砲の条件（ゴム 振動量）違い計算 自分の手の動きに応じた空気流を インタラクティブに眺めてみる 対応付け 手の動きに対する 空気流計算 （条件違い） 体の動きに応じたシミュレーション結果を体感する
- 20. まとめ 計算技術を「こどもごころ（男の子限定）」に適用させた事例 計算結果を体感するための試み（個人レベルでできること） インタラクティブ例 没入例