Dexcs2019 howto Cad and Meshing
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- 1. オープンCAEコンサルタント OCSE^2 代表 野村悦治 DEXCS for OpenFOAM®における 推奨メッシュ生成法 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. 2019/10 for DEXCS2019 1
- 2. 形状、メッシュデータ作成方法の概要 ■ 簡単な形状・・・FreeCAD / で作成（と境界区分） ■ 複雑な形状・・・通常利用の３D-CADで作成 ○ ⇒ STL形式でエクスポート ⇒ helyxOS へインポート ⇒ snappyHexMesh ⇒ TreeFoam へインポート ⇒ snappyHexMesh ○ ⇒STEP形式でエクスポート ⇒FreeCADへインポート ⇒ FreeCADマクロ ⇒ cfMesh （簡単なSTL形式インポートも可能） ■ 他のソフトで作成したメッシュが存在 ○ ⇒###ToFoam 標準ユーティリティを利用 DEXCS同梱ツール DEXCS推奨方法 2
- 3. 目次 1. FreeCAD 2. cfMesh 3. FreeCADマクロ 3
- 4. 1. FreeCAD 4
- 5. FreeCADとは http://www.freecadweb.org/?lang=ja 5 https://www.freecadweb.org/wiki/Getting_started/jp
- 7. FreeCADの基本 ❏ 画面の構成 ❏ ワークベンチ ❏ ツールバー ❏ マウスの使い方 ❏ 3Dモデル作成法 ❏ インポート / エクスポート ❏ DEXCS カスタマイズメニュー 7
- 10. ツールバー 10 追加・削除 可能 個々のツールバーは サイズ如何で展開使 用、自由に配置も可能 ワークベンチ変更に伴 いツールバー構成が 変化 新規作成ボタンを押せ ば、ツールバー利用 が可能になる
- 27. 押し出し 1 3 4 2 27
- 33. FreeCADの基本 ❏ 画面の構成 ❏ ワークベンチ ❏ ツールバー ❏ マウスの使い方 ❏ 3Dモデル作成法 ❏ インポート / エクスポート ❏ DEXCS カスタマイズメニュー 33
- 37. 37 3Dモデルのエクスポート （STL形式、補足） 本図方法も可能だが、ファイル名に拡張子（ stlまたはast）を付 加する必要がある。 stlはバイナリ形式、astはアスキー形式。 OpenFOAMは拡張子stlのアスキー形式が必要なので、 astで 出力してファイル名変更する必要がある。 また複数ブロックが存在する場合、この方法で出力される STL モデルは単一ブロックになってしまう。
- 40. 40 DEXCSカスタマイズメニュー（1/4） 選択 p.36参照 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
- 44. 2. cfMesh 44
- 45. cfMesh とは ● 開発元：Creative Fields., Ltd.(http://www.c-fields.com/) ● GPL版と商用版（CF-MESH+）もある。 ● SnappyHexMeshに類似だが、より簡単・メッシュ品質も良い （但し、現在は単領域問題にしか適用できない） ● （ESI版）OpenFOAM-v1712 より modules 搭載 オープンCAE勉強会＠富山/20140823第24回 45
- 48. 3.FreeCADマクロ 48
- 50. FreeCADマクロの開発経緯 パラメタセット詳細適合の省力化支援 (GUI)wxコンポーネント⇒ Qt4 / pySyde化 マクロ起動ボタン化 cfMeshSetting.py code refuctoring by Miyoshi ● 0.17.13522 ● 0.16.6712（stable） ● 0.17.8614 (Git) ● 0.14 ● 0.16 FreeCAD Ver. ● 0.19.18272(Git)マクロ機能追加、python3 対応 50
- 52. FreeCADマクロ 52
- 57. メッシュ作成 2 3 1 57
- 63. fmsファイルの作成 OF端末の起動 1 surfaceFeatureEdges -angle 30 [case].stl [case].fms コマンド入力 2 63
- 67. maxCellSize maxCellSize = ( Δx + Δy + Δz ) / 60 = (30 + 3 + 2 ) /60 = 0.58 67
- 79. モデル確認 ダブルクリック 79
- 81. 演習用カットモデル 非表示 表示 2 1 表示 ⇆ 非表示 は、コンポーネントを選択してスペースキーを押せば切り替わります。 81
- 82. FreeCADマクロの使い方 additionalRefinementLevel 82 cfMeshにおけるメッシュ細分化は、 maxCellSizeを基本サイズとする二分木法による。 細分化対象のサイズがわかっている場合は、その細分化サイズを直接指定するのが直感的にわかりやすそ うなので、デフォルトでは cellSize指定できるようにしてある。 一方、サイズを微調整するには、 RefLevelを指定して、maxCellSizeを変更するのが調整しやすい。 指定した cellSize 実際に適用され るcellSize
- 84. メッシュ作成 2 3 1 84
- 100. マクロ起動 1 100
- 103. メッシュ作成 2 3 1 103
- 104. メッシュ表示 104 2 1 3 4
- 105. 105 2 1 3 4 6 5
- 106. 106 メッシュ確認（Paraview）
- 107. メッシュ方案（例） 107
- 110. 110 2 34 1 5 6 7
- 111. ダブルクリック 111 計算結果の検証
- 116. その他の計算精度要因 ● 解析領域、細分化領域のサイズ ● 非定常計算における平均化処理 ● 計算スキーム ● ... 116
- 118. まとめ 118
- 120. マクロ画面 の説明（2/2） 曲面レイヤーを滑らか にしたい場合に使用 （起動時）FreeCADモデルの存在するディレクトリだが、任 意のディレクトリに変更も可能。 OpenFOAMのケースディ レクトリでなくても可。 狭い隙間でメッシュ作成 したい場合に使用 メッシュ作成に長時間が予想される 場合に用に使用 （メッシュ方案の問題有無確認） cfMesh設定ファイルを出力 作成済の設定ファイルを取り込む （但し、手修正部分はリセットされる） 設定ファイル （meshDict）を直接編集 メッシュ作成 （cartesianMesh）を実行 メッシュ確認用 .foam 作成 （但しParaviewは別途手動で 起動要） Object毎の細分化をサイズで 直接指定（但し、その数字通り にならない場合もある） Object毎の細分化をレ ベル数字(N)で指定 （CellSize = maxCellSize / 2N ) 終了 終了 120
- 123. surfaceFile maxCellSize boundaryCellSize minCellSize localRefinement { patchName { additionalRefinementLevels / cellSize refinementThickness } } objectRefinement { objectName { cellSize type box / sphere / cone / line / hollowCone } } edgeMeshRefinement { edgeName { edgeFile additionalRefineLevels / cellSize refinementThickness } } パラメタ総覧 (1/2) keepCellsIntersectingBoundary checkForGruedMesh(removeGruedMesh?) keepCellsIntersectingPatches { patchName { keepCells } } removeCellsIntersectingPatches { patchName { keepCells } } 123
- 124. renameBoundary { defaultName defaultType newPatchNames { patchName { newName type } } } anisotropicSources { boxExample { type box center / lengthX / lengthY ,... scaleX / scaleY... } planeExample { type plane normal / origin scalingDistance scalingFactor } } workflowControl { stopAfter edgeExtraction restartFromLastStep } enforceGeometryConstraints boundaryLayers { nLayers thicknessRatio maxFirstLayerThickness patchBoundaryLayers } patchName } nLayers thicknessRatio allowDiscontinuity } } optimizeLayer untangleLayer optimizationParameters { nSmoothNormals maxNumIterations featureSizeFactor reCalculateNormals relThicknessTol } } 青字部分のみFreeCADマクロで設定可能 パラメタ総覧 (2/2) 朱字部分もFreeCADマクロで設定可能 紫字部分は今後の予定 124
- 125. Let’s smart OpenCAE presented by125