第64回　オープンCAE勉強会＠関西 最適化計算/パラメータスタディーと FreeCADの連携についての調査

1. 最適化計算／パラメータスタディーと
FreeCADの連携についての調査
2018/3/3 1
第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
松原 ⼤輔
2018年3⽉3⽇
第64回 オープンCAE勉強会@関⻄

2. 2
はじめに
・最適化とは？
構造、⼨法、状態、⽅法、過程などを最も⽬的に良く
合致させること。
・最適化の種類
a)パラメータ最適化：⼨法や物性を最適化
b)ノンパラメトリック最適化：形状や位相を最適化
2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
※引⽤ オープンCAE学会員 SH⽒
パラメータ⾃動最適化ツール DAKOTAの紹介

3. 3
オープンソースの最適化ソフト
・DAKOTA
サンディア国⽴研究所で開発された．
最適化設計、感度解析、不確実性評価、較正の機能が
搭載されている．
・OpenMDAO
NASAグレンリーチセンターで開発された．
Pythonベースである．
ノンパラメトリック対応？
2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄

4. 4
最適化ソフト＋CAE
ソルバー
モーフィング
モデリング
メッシング
最適化ソフト
or
OpenFOAM
Calculix
etc..
計算結果パラメータ
2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄

5. ※OF+DAKOTAによる形状最適化の事例紹介 若嶋⽒
5
オープンソースのCAE+最適化の現状
2018/3/3
流体解析では
モデリングとメッシングにblockMeshを、⽤いた例が
公開されている(※)。
さらに複雑な形状や設計意図を⼊れたモデルを
最適化に使いたい。
FreeCADが有効かも
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6. 6
FreeCADとは
オープンソース(LGPLライセンス)の汎用3D-CADモデラー
非GUIによる操作も可能
2018/3/3
出典： https://ja.wikipedia.org /wiki /FreeCAD
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7. 7
最適化ソフト＋CFD
モデリング
FreeCAD
最適化ソフト
ソルバー
OpenFOAM
Calculix
etc..
計算結果パラメータ
2018/3/3
メッシング
cfMesh
snappyHexMesh
今回はここ
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8. 8
FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
環境
OS: WINDOWS10
やりたいこと
スクリプトからFreeCADのモデルのパラメータ⼨法を
指定し、STLデータを吐き出す
FreeCAD 0.16
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9. 9
FreeCADでスクリプトからモデリング
⽅法2
ある程度の形状をCADで作成しておき、
いくつかの⼨法をパラメータ化
スクリプトからパラメータを制御
→設計意図を反映できる○
2018/3/3
方法1
形状全てをスクリプトで作成
→複雑な形状に対応できないので、ボツ❌
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10. 10
FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
プリミティブな形状でテスト(右図)
データ構成
FreeCAD.py ←スクリプト
test.FCStd ←CADデータ
test1.stl ←width=1の出⼒結果
test2.stl ←width=10の出⼒結果
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FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
Spreadsheetを追加
当座の寸法
セル→右クリック→プロパティ
パラメータ寸法の追加
スケッチで指定するときの名前を記入
Desktop/test.FCstd
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FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
丸い記号をクリック
Lengthに対して
Widthに対して
Desktop/test.FCstd スケッチにて
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FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
FREECADPATH =“C:¥¥Program Files¥¥FreeCAD 0.16¥bin”
import sys
Sys.path.append(FREECADPATH)
import FreeCAD
FreeCAD.open(u”C:/Users/**/Desktop/test.FCStd”)
App.setActiveDocument(“test”)
…
Desktop/FreeCAD.py
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14. 14
FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
…
App.ActiveDocument.Spreadsheet.set(‘width’,’1’)
App.ActiveDocument.recompute()
__objs__=[]
__objs__.append(FreeCAD.getDocument(“test”).getObject(“Pad”)
Import Mesh
Mesh.export(__objes__,u”C:/Users/**/Desktop/test1.stl”)
…
Desktopにtest1.stlとして出力
width=1に変更
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15. 15
FreeCADでスクリプトからモデリング
2018/3/3
…
App.ActiveDocument.Spreadsheet.set(‘width’,’10’)
App.ActiveDocument.recompute()
__objs__.append(FreeCAD.getDocument(“test”).getObject(“Pad”)
Mesh.export(__objes__,u”C:/Users/**/Desktop/test2.stl”)
width=10に変更
Desktopにtest2.stlとして出力
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16. 16
スクリプトの実行
2018/3/3
…
Desktopからスクリプトを起動
C:¥Users¥**¥Desktop
>”C:¥Program Files¥FreeCAD 0.16¥bin¥python” FreeCAD.py
FreeCADのPython
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出力結果
2018/3/3
test1.stl (width=1) test2.stl (width=10)
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18. 18
まとめ
2018/3/3
・FreeCADの非GUI操作から形状変更を行なった．
・全ての形状をスクリプトでつくるのではなく、
作成済のデータの一部をパラメータ寸法化することで、
複雑な形状に対応できる可能性を示した．
・ 今後は、最適化ソフトと連動させた例を紹介していきたい．
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