introduction for DEXCS2023 for OpenFOAM

1. DEXCS2023 for OpenFOAM®の紹介
オープンCAEコンサルタント
OCSE^2 代表 野村悦治
2023/10
Disclaimer: OPENFOAM ® is a registered trade mark of OpenCFD Limited, the producer of the
OpenFOAM software and owner of the OPENFOAM ® and OpenCFD ® trade marks. This
offering is not approved or endorsed by OpenCFD Limited.
1

2. DEXCS公開版
2.4.x
構造解析
Adventure
流体解析
OpenFOAM
線形弾性
1.5.x
‘09/7
1.7.x
‘10/10
Salome-Meca
完
（終了）
2.0.x
‘11/12
2.1.x
‘12/12
2.2.x
‘13/9 ‘14/9
2.3.x
弾塑性、大変形
‘15/9
RDstr
‘16/10
4.x
‘17/10
v1706
Ver-1.4.1
‘09/2
‘18/9
v1806
‘19/10
v1906
‘20/10
v2006
‘21/10
v2106
‘22/10
v2206
3046
1334
1423
2022/9/27時点のDL数 2364 2382 1845 1968 2175 1741 1086
2
‘23/10
v2306
3118
1396
1484
2023/9/25時点のDL数 2449 2468 1914 2073 2260 1959 1297 1074

3. DEXCSの目標
オープンCAE：DEXCS (デックス)
拡張性を持つ設計支援用解析システム
Digital Engineering on eXtensible Computing System
■CD起動や仮想PC上にオールインワンのCAEを実現
様々な起動方法に対応する
■数値解析を中心に高機能のプリポストを備える
構造解析や流体解析に対応する
■教育研修を対象のCAEとして基本機能を実現する
大規模弾性解析の並列処理に対応する
■企業内実務での適用・拡張も可能
3

4. DEXCSの構成
Linux(Ubuntu)上に、構造解析にADVENTUREを活用し
プリポスト機能を統合したCAE環境を構築する。
これを、CD起動形式や仮想PC起動形式で公開
(Ubuntu)
パソコン
（モデリング） （解析） （可視化）
プレ処理 ポスト処理
4

5. DEXCS2009-OpenFOAMの嬉しさ
コマンドライン入力は一切不要
GUIエディタでパラメタ変更可能
（パラメタファイルの収納場所・名前を知らなくとも、
解析シーン毎にボタンを順番に押していけばよい）
仮想風洞試験が、ボタンを順番に押していくだけで実行可能
メッシュ細分化領域
仮想風洞
解析対象
simpleFoam：定常非圧縮流れ解析
（k-ε系乱流モデル使用可能）
OpenFOAMのインストール不要
5

6. DEXCS2011-OpenFOAMの嬉しさ
DEXCS2009-OpenFOAMの嬉しさを踏襲
上記をブラッシュアップ
■ 並列計算可能、64 bit版もリリース
■ 操作性改善、結果処理サンプルの充実
■ ライブDVDでの動作を前提としたテスト、操作説明
新機能
■ OpenFOAM 中級者を想定した簡単GUI操作
dexcs十徳ナイフ
6

7. DEXCS2012-OpenFOAMの狙い
DEXCS2009以来、簡単体験の嬉しさを踏襲
上記をブラッシュアップ⇒もっと簡単に
機能強化
■ OpenFOAM 中級者を想定した簡単GUI操作
主眼はsnappyHexMeshによる自動メッシュ作成
＋ 標準チュートリアルベースの簡単メッシュ変更
Swiftツール
TreeFoam （+ dexcs十徳ナイフ）
7

8. DEXCS2013-OpenFOAMの狙い
DEXCSランチャーの
機能開発はほぼ完了⇒国際化対応
機能強化
■ OpenFOAM 中級者を想定した簡単GUI操作
主眼はsnappyHexMeshによる自動メッシュ作成
＋ 標準チュートリアルベースの簡単メッシュ変更
TreeFoam （+ dexcs十徳ナイフ）の機能強化
（例：マルチリージョン対応）
8

9. DEXCS2014-OpenFOAMの狙い
DEXCSランチャーの更なる簡素化
● CAD： Blender ⇒ FreeCAD
● メッシャー： snappyHexMesh ⇒ cfMesh
機能強化
● TreeFoam ver.1.42 ⇒ ver.2.22
● 最適化ツール
（OpenMDAO＋openfoam_wrapper）搭載
OpenFOAM 中〜上級者を想
定した簡単GUI操作
9

10. DEXCS2015-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● 国際化対応
● Linux Mint の復活
機能強化
● TreeFoam ver.2.22 ⇒ ver.3.23
● FreeCADマクロのブラシアップ
OpenFOAM 中〜上級者を想
定した簡単GUI操作
10

11. DEXCS2016-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Linux Mint 18 Xfce ( Ubuntu 16.04 )
● OpenFOAM-4.x
機能強化
● TreeFoam ver.3.23 ⇒ ver.3.28
リモートサーバ（例：FOCUSスパコン）対応
● FreeCADマクロのブラシアップ
OpenFOAM 中〜上級者を想
定した簡単GUI操作
http://www.j-focus.or.jp/focus/
FOCUSスパコン とは
11

12. DEXCS2017-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Linux Mint 18 Xfce ( Ubuntu 16.04 )
● OpenFOAM-v1706
機能強化
● TreeFoam ver.3.28 ⇒ ver.4.23
リモートサーバ（例：FOCUSスパコン）対応
● FreeCADマクロのブラシアップ
OpenFOAM 中〜上級者を想
定した簡単GUI操作
名大スパコン、他にも対応
12

13. DEXCS2018-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 18.04
● OpenFOAM-v1806
OS更新に伴う非推奨システム対応
● FreeCADマクロの wxコンポーネント
⇒ Qt4 / pySyde化
● Flashチュートリアルの廃止
一部はムービー化
13

14. DEXCS2019-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 18.04.03
● OpenFOAM-v1906
DEXCSランチャーの更新
● FreeCADマクロ化
○ cfMesh更新
○ TreeFoamサブセット組み込み
14

15. DEXCS2020-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 20.04
● OpenFOAM-v2006
DEXCSランチャーの更新
● cfMeshマクロ更新
● TreeFoam3対応
● ポータビリティ対応
15

16. DEXCS2021-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 20.04.2
● OpenFOAM-v2106（パッケージインストール版）
● Paraview-5.9.1（native, バイナリ版）
DEXCSランチャーの更新
● ランチャー＝ツールバー＋ワークベンチ
● cfMeshマクロ⇒Dexcsワークベンチ
16

17. DEXCS2022-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 22.04.0
● OpenFOAM-v2206（パッケージインストール版）
● Paraview-5.10.1（native, バイナリ版）
DEXCSランチャーの更新
● 2Dメッシュ対応
dexcsPlus新設
● 簡単チュートリアル（全19ケース）
17
リマスター方式の変更
により4GB以上のisoイ
メージが作成可能と
なった

18. DEXCS2023-OpenFOAMの狙い
ベースプラットフォーム
● Ubuntu 22.04.3
● OpenFOAM-v2306（パッケージインストール版）
● openfoam 10（同上、含むparaviewopenfoam510）
● Paraview-5.11.1（native, バイナリ版）
DEXCSランチャーの更新
● FreeCADワークベンチ化（途上版）
● プロットツールの改良
十徳ナイフリニューアル
● ブロックメッシュ表示など
18

19. DEXCS2023の組み込みツール
● OpenFOAMの固有ユーティリティ
○ blockMesh,autoPatch,createPatch,snappyHexMesh,...
● FreeCAD
● ParaView
● pyFoam
○ pyFoamPlotRunner.py,pyFoamClearCase.py
○ pyFoamPotentialFoam.py, pyFoamCreateBoundaryPatches.py
● cfMesh
● TreeFoam
● DEXCS固有ユーティリティ
○ makeCfMeshSetting.FCMacro, dexcsSWAK.py
○ runTreefoamSubset, runTreeFoam.py, …
○ DexcsCfdOF ワークベンチ
● dexcsPlus
○ dexcsCfdOFコンテナ付きFreeCADモデル
OpenFOAMをSmartに使いこなす為のツール
オール・イン・ワン組み込み
⇒すぐに使える
煩雑なコマンド＆パラメタ入力
⇒ボタン１発起動
ユーザーの好みに応じて
組み込みや組み換えが可能
19
ボタンを順番に押していくだけで
動く簡単チュートリアル

20. ベースOS ウィキペディアより引用
http://ja.wikipedia.org/wiki/Linux_Mint
Ubuntu
10.04 LTS
Linux
Mint13(LTS)
Ubuntu
14.04 LTS
Linux
Mint17.1(LTS)
Linux
Mint18(LTS)
Ubuntu
18.04 LTS
20
Ubuntu
20.04 LTS
Ubuntu
22.04 LTS

21. http://mogura7.zenno.info/~et/wordpress/ocse/?p=671
ベースOS雑感
Linux Mint のデスクトップ操作環境は、Windowsライク。
Ubuntu 10.10 以前の Ubuntu に近い。
Ubuntuは、10.10以降、操作環境が一変してしまった。
（個人的感想ですがCAE用途には使いやすいとは言い難い）
しかし・・・DEXCS2014ではubuntuに回帰
【理由】Linux Mint17上で、TreeFoamの動作不具合多
【理由】TreeFoamの上記不具合が解消
DEXCS2015以降では、再度 Linux Mint
DEXCS2018からは、再々度 Ubuntu
【理由】Ubuntuのデスクトップ環境がGNOMEに戻った
21

22. ダブル
クリック
ダブル
クリック
22
推奨利用方法1 OpenFOAM初学者向け
3
4
コマンド入力に不便を感じない人
Linuxの基礎から勉強
0
1
2
1
2
Linuxのコマンド入力が不得手な人
0

23. 推奨利用方法２
OpenFOAM利用経験者
OpenFOAMの動作と
ファイル構成を理解している人
caseフォルダを対象に
「便利ツール」の簡単起動
（OpenFOAM用ケースファイ
ルマネージャー）
Linuxのコマンド入力が不得手な人
0
2
コマンド入力に不便を感じない人
pyFoam などのコマンドも熟知している人
0
1
1
2
23

24. 主要コンポーネント
● Ubuntu 22.04.3
● OpenFOAM- v2306 / openfoam 10
● cfMesh v1.1.2（OpenFOAM / modules組込版）
● Paraview 5.11.1 / paraviewopenfoam510
● FreeCAD Stable版: 0.20.1(2022/10/27)
AppImage版：0.21.0(2023/8/2)
● TreeFoam 3.18-230805+dexcsSwak-230920
● FreeCAD用DEXCSワークベンチ-ｖ0.2#
青字部分は
DEXCS2022
との違い
24
リマスターツール Cubic2023.05.83（同梱無し）

25. DEXCSランチャー（〜 DEXCS2018 ）
DEXCS2019
からは廃止
25

26. ダブル
クリック
ダブル
クリック
1
2
DEXCSランチャー
What’s New!
DEXCS標準問題（仮想風洞試験）をGUIで実行できる仕組み
（DEXCS標準モデル以外のモデルでの使用も可能）
DEXCSランチャー（DEXCS2019~）
26

27. DEXCSランチャー（DEXCS2021~）
ダブル
クリック
ダブル
クリック
1
2
DEXCSツールバー
27
DEXCS-WB ツールバー
DEXCS-WB
（ワークベンチ）
What’s New!

28. DEXCSランチャー（DEXCS2023）
ダブル
クリック
ダブル
クリック
1
2
DEXCSツールバー
28
DEXCS-WB
（ワークベンチ）
What’s New!
DEXCSプロットツ

29. DEXCSプロットツール
表示処理時間の問題
29
データ数：33,000
所要時間：約2分

30. DEXCSプロットツール
表示処理時間の短縮方法
30
編集⇒設定
false

31. DEXCSプロットツール
表示処理時間の短縮例
31
所要時間：
数秒
所要時間：
1秒以下

32. DEXCS十徳ナイフ
復活
新設
動作OK
32

33. DEXCS十徳ナイフ／blockMesh表示
（注）runParaFoam-10を
選択しておかないとエ
ラーになります
33

34. DEXCS十徳ナイフ／blockMesh表示
1 2
3
4
paraFoam 起動
openfoam2306/tutorials
/incompressible/pisoFoam/RAS/cavity
34

35. DEXCS十徳ナイフ／blockMesh表示
1
2
OpenFOAM-2306 のチュートリアルケースは、
openfoam 10 ではエラーになる場合がある。
openfoam 10 で通用
するパラメタに変更
openfoam2306/tutorials
/incompressible/pimpleFoam/RAS/pitzDaily
35

36. DEXCS十徳ナイフ
／バッチジョブ...を使う前にすること
4
5
ダブル
クリック
右クリック
1
STATE が idle となればOK。
そうならない場合は、 slurm.confの書き換えが必要
6
よく読んでから
使用のこと
ダブル
クリック
2
3
36

37. DEXCS十徳ナイフ／DEXCSプロット
1
3
4
2
5
5'
.dpltが無い場合
6’
6
37

38. ダブル
クリック
ダブル
クリック
1 2
3
38
DEXCS 収録ケースとドキュメント（1/2）

39. DEXCSオリジナル資料
一般公開資料
39
DEXCS 収録ケースとドキュメント（2/2）

40. DEXCSツールバーの全体概要
新規ソルバーセット
cfMeshの設定パネルを起動
解析ケースファイルの
チェック
TreeFoamを起動
gridEditorを起動
プロパティの編集
システムフォルダの編集
計算結果を削除
残渣グラフを表示
並列処理パネルを起動
表示パーツをstl
エクスポート
ParaViewを起動
ソリッド情報を表示
ダウングレード
結合
40
プロットツールを起動
ポストファイルのテー
ブル処理
OF端末を起動
解析コンテナを作成
メッシュ作成コンテナ
を作成
メッシュ細分化コンテナ
を作成
ソルバーコンテナを起動

41. DEXCSランチャーの概要（ケース構築）
Lesson3:
解析ソルバーの変更方法
にチュートリアルがあります
解析ケースが指定してある場合はそのフォルダ、
そうでない場合はモデルのあるフォルダを解析
ケースとしてTreeFoamを起動します
次頁参照
41
新規ソルバーセット
解析ケースファイルの
チェック
TreeFoamを起動
解析コンテナを作成
メッシュ作成コンテナ
を作成
メッシュ細分化コンテナ
を作成
ソルバーコンテナを起動

42. 解析ケースとは（新方式）
42
1
2
3
で変更は可能だが、 を実行して有効になる
3
1
解析ケースファイルの
チェック

43. 解析ケースとは（旧方式）
参照モデル（.fcstd）の収
納フォルダはOpenFOAM
のケースフォルダ？
caseボタンで
指定したフォルダ
参照モデル（.fcstd）
の収納フォルダ
cfMesh
設定マクロ
Export
実行済？
YES
YES
NO
NO
次頁参照
43
DEXCS2023でも有効
解析ケースファイルの
チェック

44. cfMesh設定マクロにおける
ケースファイル在所について
ケースファイルの在所が OpenFOAMのケースファイルであ
る場合には、cfMesh用パラメタだけを出力。
そうでない場合には DEXCS標準チュートリアルケースを想
定したパラメタセットが自動作成される。
通常は参照モデルの収納フォルダ名が表示されるが、 Caseボ
タンを押して任意のフォルダを指定することが可能。変更すると
次回からはそのフォルダが表示される。
但し、解析ケースとして認識されるか如何は前頁の判断に依る
（OpenFOAMのケースフォルダでない場合には Exportを実行し
ないと解析ケースとして認識されない）。
44
DEXCS2023でも有効
cfMeshの設定パネルを起動

45. DEXCSツールバー注意事項（仕様です）
上記の場合、以下のボタンは機能しません
45
解析ケースファイルの
チェック
プロットツールを起動
ParaViewを起動
残渣グラフを表示
gridEditorを起動
プロパティの編集
システムフォルダの編集
ポストファイルのテー
ブル処理
OF端末を起動
計算結果を削除
並列処理パネルを起動

46. DEXCSツールバーの概要（ケース操作）
cfMeshによるメッシュ作成、確認もできます
計算パラメタを確認・
変更できます
計算をやり直したり、並
列計算を実行する場合
に使用できます
46
cfMeshの設定パネルを起動
TreeFoamを起動
gridEditorを起動
プロパティの編集
システムフォルダの編集
計算結果を削除
残渣グラフを表示
並列処理パネルを起動
ParaViewを起動
プロットツールを起動
ポストファイルのテー
ブル処理
OF端末を起動
解析フォルダ下でOpenFOAMの
コマンド入力できます
後処理

47. DEXCSツールバー注意事項（仕様です）
47
解析コンテナを作成
解析コンテナを作成しないと以下のボタンは機能しません
タスク画面を閉じないと全ボタン機能しません
47

48. DEXCSツールバーの概要（CAD関係）
p.40 〜43 参照
選択したコンポーネントを対象に
OpenFOAM用メッシュ作成に必要
な設定作業で、よく使用する機能
を集約したメニューバー
48
表示パーツをstl
エクスポート
ソリッド情報を表示
ダウングレード
結合

49. デスクトップの説明
電源オフ
ログアウト
ワークスペース
切替
ESCキー
各種設定
Windowsキー
49
dock
ツールバー
（次頁参照）

50. DEXCS2023 for OF 搭載ツールボタン
FreeCAD
TreeFoam+十徳ナイフ
OF-v2106端末
kdiff3
emacs
Firefox（Webブラウザ）
Paraview
shutter
ファイルマネージャ
ヘルプ
Terminal（端末）
ubuntu-22.04
標準搭載ツールボタン
DEXCSカスタマイズツールボタン
50
テキストエディター
FireFoxは、ubuntuの標準Webブラウザで、ubuntuでは
22.04より標準ではsnapパッケージとしてインストールされて
いましたが、DEXCS2022以降ではこれを廃して、改めて
debパッケージとしてインストールし直してあります（マニュア
ル等のファイルブラウジングの問題があった為）。
JGP

51. Let’s smart OpenCAE
presented by
51