2016/11/12(土曜日)OpenCAE初歩情報交換会@北東北

岩手大学

各地OpenCAE勉強会活動紹介など

OpenCAE 情報交換会 SH

本日の発表内容1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など) 2)DEXCS-OpenFOAM2016について(岐阜勉強会など) - DEXCSでのメッシュ作成 - 2016版の特徴 - FreeCADの使い方

3)結果可視化の効率化(富山＆関西勉強会など) - ParaViewのスクリプト利用 - Python MatplotLibの利用

4)構造系オープンＣＡＥの状況(関東の構造勉強会&岐阜勉強会など)

5)クラウド利用(JAWS-HPC-UGなど)

6)その他小ネタ集など- 1D-CAE の OpenModelica & J-Modelica

1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)

OpenCAE勉強会＠関東(流体など)について

- 開催ペース:おおよそ毎月　14:00～18:00くらい? - 開催場所：西新宿　日本ESI オフィス　- 幹事:THINKさん- 内容：招待講演、数値流体力学輪講、事例発表など- 発表テーマ: ①　流体・熱流体（OpenFOAM関連)②　MBD/1D-CAE(OpenModelicaなど)

その前に

1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)

OpenFOAMはLinuxで使うシステム、WindowsOSのPCで使う場合は仮想マシン(Vmware, VirtualBOX)を使うかデュアルブートできるようにHDDをパーティションするのが常識であるが、WindowsPCで使う方法がいくつかOpenCAE勉強会＠関東(流体など)などで報告があった。

①　Windows10/bash on Windows で使う②　blueCFD-coreを使う③　ESI版OpenFOAM　Windows版を使う④　その他Windows対応版OpenFOAMを使う

1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)①　Windows10/bash on Windows で使う　Bash on windows とは？ Windows 10上で　Ubuntu のbash を使えるようにする仕組み　コマンドプロンプトかPowershell から使える

　Ubuntuの仕組みが使えるので当然OpenFOAMも使える。　Ubuntu 14.04相当がインストールされる。　-OpenFOAM3.0, 4.0の動作報告あり。　-wmake などのビルドも問題なし　MPIがうまく動かない場合ありとのことでした

　・メリット：ネイティブ環境でOpenFOAMの正規版が利用　可能である。 ただし、GUIを使ったコマンドは基本的に使えないので、　ParaViewなどはWindowsネイティブのものを使った方　がよい（私のPCはWindows7 のままなので試してません）　

1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)②　blueCFD-coreを使う　blueCFD-core とは？ Windows 上でLinuxのエミュレータ　MSYS2を使ってOpenFOAMをビルドしたもの。　（非公式版)

　http://bluecfd.github.io/Core 1core版だけ無料で使え、マルチコアhub版は有料だった　　が、現在全て無料で利用可能とのこと。　 インストール方法はPENGUINITISさんのHPを参照 メリット：Windowsなら大体動く、本当のWindowsネイティブ 環境でOpenFOAMが利用可能である。 　　

OpenCAEシンポジウムにてペンギンさんからExcelと連携した事例の紹介が行われる予定

1)Windows環境で利用するOpenFOAM(関東勉強会など)

③　ESI版OpenFOAM　Windows版を使う

- 最近はESI版と最近OpenCAE　Foundation版の２種類のバージョンが出ている。

- ESI版は過去に有償で開発した拡張機能を追加したもの- ESI版はWindows版が出ている

メリット：ESIがサポートする正規版

実際はdockerを使った仮想環境でバックでVirtualBOXが動いているのでなんちゃってWindows版である

報告内容

● OpenFOAMのWindows（正式版）が出たのでWindows７（64 bit）マシンにインストールしてみた。

● 通常のネット接続環境では問題ないと思われるが、某社のネット接続環境では問題があったので、回避方法を報告する。

● OpenCAE　関西のHPにkawabata さんのインストールメモが上がっているのでこちらを参考にする

http://ofbkansai.sakura.ne.jp/archives/123590#more-123590

インストール環境の前提

● Windows 7,8 64 bit 10でもできるかも？ ● Install 中にインターネットに接続必要

（boot2dockerをインストールするので）● 管理者権限が必要● 現在利用可能なのはOpenFOAM V2.4,3.0● ParaVIewは入っていないのでWindows版

１．　インストーラを下記からDownload する

①インストーラのダウンロードインストーラのダウンロードはESIの「OpenFOAM for Windows」のページまたはsource.forge からダウンロードできます。②インストラーを実行する（ダブルクリックで良いが管理者権限のないユーザの場合はマウスの右クリックで”管理者として実行する”を選択する）

http://www.openfoam.com/products/openfoam-windows.php

２．　インストーラを実行①　インストーラを実行する②　ライセンス条項を確認し、NEXTを選択

３．インストール先の設定など

①インストール先の設定などしてNEXT②インストールが開始される

４．boot2Docker のインストール

①　ほっておくとインストラーがかってに次にboot2Docker をインストールする（ネット接続必須）NEXT 選択

②　インストールオプションが出てくる。デフォルトでは

VirtualBOXがオフになっているがオンにする。　NEXT選択

４．boot2Docker のインストール

インストール先の指定 デスクトップアイコンの作成をON

Install ボタンを押すとインストール開始

４．boot2Docker のインストールインストールが開始されて無事終了するハズ。。。

調べた結果原因は某社の社内ネットワーク設定にあることが判明。Windowsのコマンドラインから起動するプログラムがProxy Server経由でネットワークにアクセスできるようにWindowsの環境変数 HTTP_PROXY, HTTPS_PROXY をProxy Serverのアドレス、パスワードを設定する必要があった

４．boot2Docker のインストール今度はうまくいった。。。ShellのWindowが何度か出るが自然に消えるのでしばし放置する

環境変数を設定する１．

このアイコンをクリック（この操作はインストール時に一回だけ行う）

環境変数を設定する２．

下記のWindowが出るが自動的に消えるのでしばらくそのまま待つ

OpenFOAMのコマンドWindowを起動

このアイコンをクリック

コマンド画面が起動する

コマンドラインで確認

ログイン時は /home/ofuser に、Linux はLinux boot2docker 4.1.3になっている。OpenFOAM 本体は/opt にインストールされている。

操作は通常のLinux とほぼ同じである。Windows 上からは C:\user\”ユーザ名” の下にホルダが存在する（共通）

チュートリアルをコピーする

cavityの例題を実行してみる

cavityの例題を実行してみる

Windowsにインストール済のParaViewで可視化処理する

ParaViewのOpenFOAMリーダを使うので＊＊＊.foam の空フォルダを適当な名前で作る

Windows側ParaViewで正常に結果が出ていることを確認

OpenCAE勉強会の紹介　その2OpenCAE勉強会＠富山について

開催ペース:おおよそ毎月　13:00(13:30)～18:00くらい?

開催場所：富山県立大学　小杉駅から徒歩２５分　　

幹事：中川先生

内容：OpenFOAM, ParaViewの演習、事例発表など

発表テーマ: -　流体・熱流体（OpenFOAM関連)が多い

最近のトッピクスなど

- OpenFOAMコード解説, ParaViewのスクリプト利用（中山さん）　など

→　シンポジウムにて中山さんの講習がある。

（結果処理の自動化など）

OpenCAE勉強会の紹介　その３

OpenCAE勉強会＠関西について

開催ペース:おおよそ毎月　13:00(13:30)～18:00くらい?

開催場所：ダイキン工業　大阪（大阪駅から徒歩５分）または大阪大学　中の島

幹事：川畑さん、片山さん、（大阪大学　高木先生）

内容：OpenFOAM, Salome-meca 事例発表, BookReviewなど

発表テーマ: -　OpenFOAMの他、流体・構造系なんでもあり- BookReView（CAE関連の書籍紹介）のコーナがなかなか面白い

最近のTopics ： MatPlotLibを使ったOpenFOAMの結果可視化（高木先生）　など

→　シンポジウムにてPython(Matplotlibについても）の吉田さんの講習がある。

（結果処理の自動化など）

Matplotlibによる解析結果の可視化

● 詳しくは大阪大学高木先生がQiitaに記事を挙げているのでそちらを参照のこと

”OpenFOAMでmatplotlibを用いて等高線図を描いてみる”メリット-ParaViewで描画された画像はラスター形式であり，二次元断面での等高線(コンター) →をベクター形式で出力できません． 　ベクトル出力可能-また，可視化する断面・変数が決まっているときはParaViewを起動して描画する

→作業が面倒になります． 　固定断面の結果ファイルを自動的に出力

Cavityの計算をMatplotlibを使って可視化した事例

OpenCAE勉強会の紹介　その4

OpenCAE勉強会＠岐阜について

開催ペース:おおよそ２ヶ月に一度　13:00(13:30)～17:00くらい?

開催場所：JR岐阜駅　直結のハートフルスクエア生涯学習センタ（徒歩３分）

→幹事：柴田先生、（野村さん）　 　DEXCS →開発者 　　別資料

内容：OpenFOAM, Salome-meca 、粒子法系 事例発表, 時々午前講習

発表テーマ: -　OpenFOAMの他、流体・構造系なんでもあり- 講習会（ある時だけ）や特別企画が充実

- 夏に実施する合宿＠大垣市　が名物

最近のTopics ： FreeCADの講習会

OpenCAE勉強会の紹介　その5

OpenCAE勉強会＠関東（構造など）について

開催ペース: −おおよそ２ ３ヶ月に一度　10:00(13:30)～17:00くらい?

開催場所：東京都内（文京区など）

幹事：藤岡先生、他

内容：Salome-meca、FrontISTR, GetFEM++など

発表テーマ: -　構造系の事例など- 午前と午後最初に必ず講習会を実施

- 事前に発表テーマを告知

最近のTopics ： 粒子法とSalome-mecaの連成解析など

→　別資料

その他OpenCAE関連の勉強会の紹介JAWS-HPCUGについて

開催ペース: −おおよそ２ ３ヶ月に一度　19:00～２１:00くらい?

開催場所：東京都目黒区AMAZON本社ビルアルコタワー

内容：AWS(クラウド）を使ったHPCの事例、OpenFOAM計算速度の事例など

最近のTopics ： 粒子法とSalome-mecaの連成解析など

→　別資料

FrontISTR研究会について

開催ペース: −おおよそ１ ２ヶ月に一度　14:00～１７:00くらい（平日）?

開催場所：東京都　東大本郷または駒場第二　キャンパス

幹事：奥田先生

内容：FrontISTRの開発状況、事例発表、コードの解説

→　別資料

1D-CAEとは製品などのシステム全体を１次元連立微分方程式モデルで簡易にあらわしたものをシミュレーションするシステム

MBD(Model Base Design) とほぼ同じ意味特徴：製品データ全体を俯瞰することが可能　－電気・熱・機構などの異なる物理モデル間で連成が容易　－パラメータ最適化が容易

ツール名称 分類 特徴など

SimlationX 商用・1D-CAE

Matlab/Simlink 商用・制御系 Simlink (GUI)の解説書が多い

OpenModelica オープンソース・GPL

GUI(Omedit)がある

JModelica オープンソース GUIなし

Scilab/XCOS オープンソース GUI(XCOS)がある, MATLABライク

Octave オープンソース GUIなし, MATLABライク

1D-CAEとは　その２なお元々シミュレーション個別分野で1D-CAE(1次元のシミュレーションモデル)の解

析する機能を持つものがある。具体的には次のようなものそもそも１次元の計算は簡単なので、自分で１から計算プログラムを作っても良いこれらのツールを使っても当然所望の計算はできる分野で閉じている場合は下記の従来ツールを使った方がわかりやすいし早い

分野 ツールなど 特徴など

電気回路（アナログ）

LT-Spice, QUCSなど

電気分野で広く普及、解説書多い

制御 Matlab, Scilabなど 解説書が多い

熱 熱抵抗回路網 システム熱解析で利用

機構・動力学 MBDyn、FreeCAD

水力学 管路網解析 ポンプのウオータハンマの解析など

汎用数値解析 Mathmatica等 多数あり

Scilab/XCOS

・数値計算プログラムScilabに１Dモデル作成用の専用GUI XCOSをつけたもの・一部日本に対応しているのでOpenModelicaよりわかりやすい気がする？・コネクション操作がModelicaよりスムーズ・ライブラリはOpenModelicaより少ない・日本語の解説本がいくつか出ている

Scilab/XCOS結果● ブロック図と結果出力 XCOSでは出力の変数設定

出力間隔などの設定が必要

OpenModelica•OpenModelica： OSMC Open Source Modelica Consortiumが提供するオープンソース•商用ソフトと比較して制限 1) 3Dの運動解析結果表示ができない　 (メカ系MBD(剛体運動）解析 2) サポートライブラリが少ない

OpenModelica● ブロック図

OpenModelica出力結果● 出力図：書籍やXCOS出力とほぼ同じ結果が得られた。

Sine はBlocks →Sources→ Sine ( 数学関数のSinとまちがいやすい)(Blocks-Sourcesの下にある。ちょっとわかりにくいので注意する。)

Force はMechanics →Translational → Sources →Force

Mass（質点), Spring(バネ), Damper(ダンパー) などはMechanics →Translational → Components にある。

質点：m

バネ定数:k

ダンピング定数:ｃ

正弦波(sin) 加振F×sin(Ωt)

モデルはこれと同じ

ANSYS/StudentEditionインストール①

● ANSYS/StudentEditionが出て、誰でも無料で使えるらしいのでインストールしてみた。

● ANSYS HPからインストール実行ファイルとライセンスファイルをDLする。ただし実行ファイルは3.8Gbyteほどあるので、覚悟してDLください。

● どういうわけか某会社ネットワークではWindowsのIEとGoogleChromeからはDLできず、仮想マシンLinuxからFireFOXでDLする必要があった？

ANSYS/StudentEditionインストール②

ANSYS/StudentEditionインストール③

● Install モジュールはWindows64bit版のみ

● Ansys/Mechanical, Fluent, ダイレクトモデラー（３Dモデル作成ソフト）などが利用できる

● Student版では構造３万要素くらいまで計算できるらしい？流体は５０万要素までOK

● ライセンスファイルは半年分でライセンスファイルを入れ替える必要がある

● Setupを実行したあと環境変数を設定する。

（詳しくはHPを参照)

ANSYS/StudentEditionインストール④

● Fluentを実行してみる● 下記HPからFluentサンプルをDLした● 特に問題なくFluent計算が実行できた！！

http://www.mne.psu.edu/cimbala/me405web_Fall_2006/Fluent/fluent.htm

Here are some Fluent files that you may download: - Round (circular) suction inlet along a wall - inlet.dat.gz - Fluent data file for the suction inlet example. - inlet.cas.gz - Fluent case file for the suction inlet example.

ANSYS/StudentEditionインストール⑤● Fluent 実行結果ベクトル図

ANSYS/StudentEditionインストール⑥● 3D-CAD機能のDM（ダイレクトモデラー）なども問題なく起動、ABAQUS/student版もそうであるが、商用ソフトは結構高機能であるので要素制限があるとはいえ、検証用などうまく使えばいろいろ使えそうである。

● Fluentも無料（タダ）で使える！

まとめ

•OpenCAE勉強会の最近の状況やトピックなどについて報告しました。•関連資料を無料で公開してくれている有志のみなさんに感謝します。

OpenCAE関連イベント開催告知

１１月 24日-26 日 (土曜日)オープンCAE学会シンポジウム＠東大駒場第二キャンパス　１2 月 3 日 (土曜日)オープンCAE富山勉強会＠富山県立大学　５０回記念大会

オープンCAE岐阜勉強会

１2 月１０日 (土曜日)オープンCAE関東勉強会（流体など）

オープンCAE広島勉強会