Embed Size (px)
DESCRIPTION
商用の最適設計ソフトウェアFRIENDSHIP-Frameworkの無償版であるCAESESの概要を簡単にまとめてみました！
Citation preview
Fumiya Nozaki
最終更新日: 2014年6月1日
日本語版
CAESES®を使ってみよう！
Keywords： • CAESES® • FRIENDSHIP-Framework® • OpenFOAM® • 設計最適化 • パラメトリックモデリング
2
Chapter 1
CAESES®の概要説明です．
3
CAESES®とは？
商用の最適設計支援ツール FRIENDSHIP-Framework® の無償版
CAE-System Empowering Simulation
4
無償版で何ができるか？
パラメトリックな形状モデルの作成 CFDソフトとの連携
性能の比較・評価や可視化処理 変形形状の自動生成と 最適化 パラメトリックスタディ
5
パラメトリックな形状モデルとは？
開発元の FRIENDSHIP SYSTEMS 社の YouTube のチャンネルにある 動画を見てみましょう． まずはこれ インペラのモデリング など 他にもたくさんの動画がアップ されています．
Centrifugal Impeller
6
作成したモデルの一例
Compressor Volute Parametric Wind Turbine
9
外部ソフトとの連携
CADの機能を内蔵
メッシュ生成ツール， CFDソルバー
など
変形形状を自動で生成し， STL形式などで出力
ソルバーを実行して得られる 目的関数の値
自動化
10
連携の設定概要
バッチモードで実行可能なメッシュ生成ツール，CFD ソルバーであれば，CAESES と連携させることにより，パラメトリックスタディの自動化が可能．
他のソフトウェアとの接続設定は，CAESES の GUI 上から簡単に行うことができます．
1 2
4 3
5
1 ： 形状データの指定 ： 設定ファイルの指定 計算条件ファイルなど ： 目的関数値が出力さ れるファイルの指定 ： 結果ファイルの指定 ： 実行ファイルの設定
2
3
4
5
11
チュートリアルの活用
こちらをクリックすると操作手順 を記した文書が開きます．
GUI 上の Documentation Browser から各種チュートリアルに アクセス可能です．
12
チュートリアルの活用|Getting Started
基本的な操作
モデリングの概要
Design Engine を使用した変形形状の生成
GUI
『Getting Started』では，最適化を支援する４つの機能の概要 が説明されています．
13
チュートリアルの活用|Getting Started（続き）
サーフェスからSTLを生成
他のソルバーとの連携
可視化
14
チュートリアルの活用｜General Modeling
モデリングの基本の解説
パラメトリックな 2D モデルの生成
押し出しによるサーフェスの生成
パラメトリックなフィレットの生成
『General Modeling』では，基本的なモデリング機能が習得できます．
15
チュートリアルの活用｜Features
形状オブジェクトから Feature を定義
条件分岐の活用
繰り返し処理
関数の活用
代表的な機能の１つである 『Feature』の使用方法の解説です．
16
チュートリアルの活用｜Meta Surface
Meta Surface は押し出しの方向の指定方法により様々なサーフェスの生成に対応が可能
押し出し方向を曲線で指定
座標軸方向への押し出し
座標軸周りの回転押し出し
代表的な機能の１つである 『Meta Surface』の使用方法の解説です． 『Meta Surface』 により，パラメトリックな押し出しによる様々なサーフェス生成が可能です．
17
チュートリアルの活用｜Blade Design
三次元翼のパラメトリックモデルの生成
オリジナルの翼型の生成
Meta Surface を用いた径方向のコントロール
翼のパラメトリックモデルの生成方法の解説です． 翼弦長，翼厚，スキューやピッチなどの分布を自由にコントロールできます．
18
チュートリアルの活用｜Best Practices
ボリュートのモデリングの概要
19
サンプルモデルの活用
チュートリアル以外にもさまざまなサンプルモデルが用意されています．
20
Chapter 2
簡単なL字管を題材にして，
実際に使ってみましょう．
21
まずは，背伸びせず L字管に挑戦
流入面
流出面
このピンク色の曲り部分を変形させます
baseline
22
変形：幅を変更
23
変形：高さを変更
24
変形：断面の丸みを変更
少し分かりにくいので， 次の２ページをご覧ください．
25
変形：断面の丸みを変更
変形前
断面は円
26
変形：断面の丸みを変更
変形後
断面が四角形に 近づいています
NURBS曲線の重みを変えることで このような変形を実現しています．
27
このような変形をどのようにして 実現しているのか？
次のページから説明します．
28
断面曲線の３つのパラメータ
幅 width
高さ height
重み weight
NURBS 曲線の コントロールポイントの重み
断面曲線を３つのパラメータにより定義しています．
断面曲線
29
サーフェスの生成
押し出し曲線 path 終点
始点
断面曲線
断面曲線の押し出しによりサーフェスを生成しています．
30
断面パラメータ値の分布
終点 t=1
始点 t=0
各パラメータについて，押し出し曲線方向での値の分布を 自由にコントロールすることができます．
幅の分布 width distribution
パス曲線上の t=0.5 での幅
パス曲線上の t=0 での幅 詳細は次ページ．
31
断面パラメータ値の分布
パラメータ値の分布 Parameter value distributions
各断面パラメータの値の分布を 曲線でコントロールすることができます．
幅 width
重み weight
0.25
パス曲線上の t=0.25 での幅
各パラメータについて， この関係がパス曲線上の各点で 成立しています．
32
以上ご紹介したモデルは一例で，
断面パラメータは自由に設定が可能です．
パラメータ値の分布を定義する曲線を変形させることで，
少ないパラメータで曲面をなめらかに 変形させることが可能です．
33
To Do
次回更新時に，OpenFOAM®との接続設定の仕方などを追記します！
34
Chapter 3
他のCADソフトへの形状データの
受け渡し方法を見てみましょう．
ここでは，FreeCADを使用します．
35
CAESESからのエクスポート
Object Tree で出力するエンティティを選択して，File メニューの Export で出力形式を選択します．
出力可能な形式
36
IGES 形式での出力
CAESES で生成した Meta Surface を IGES 形式で出力してみます．
IGES ファイル (冒頭部分)
37
IGES ファイルの内容
IGES ファイルの内容を調べてみましょう．
CAESES IGES~Export S0000001 1H,,1H;,18HFRIENDSHIP Systems,10Hsample.igs,20HFRIENDSHIP Framework, G0000001 7HFS IGES,32,128,6,1024,15,10Hsample.igs,1,6,1HM,1,1, G0000002 18H15H20140416.152609,1e-06,10,7Hunknown,23HFRIENDSHIP SYSTEMS GmbH,10, G0000003 0; G0000004 128 1 0 1 0 0 0 000000001D0000001 128 0 0 2797 0 s3 D0000002 128,99,29,3,3,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0.020204322811,0.0303064376359, 1P0000001 0.0404085532925,0.0505106601157,0.060612727697,0.0707147410624, 1P0000002 0.0808167369921,0.0909186109415,0.101020558065,0.111122410354, 1P0000003 0.121224034856,0.131325630572,0.141427099296,0.151528384938, 1P0000004 0.161629491643,0.17173026326,0.181830711361,0.191930762146, 1P0000005 0.202030377477,0.212129589964,0.222228418617,0.23232704124, 1P0000006 0.242425781308,0.252524764146,0.262623607889,0.272722260742, 1P0000007
（以下省略） S0000001G0000004D0000002P0002797 T0000001
IGES ファイル (冒頭部分)
IGES ファイルは５つのセクションから構成されます： • スタートセクション（S） • グローバルセクション（G） • ディレクトリエントリーセクション（D） • パラメータデータセクション（P） • ターミネートセクション（T）
７３カラムに各セクション を示す記号が記述されます．
各セクション のシーケンス番号
38
IGES ファイルの内容
IGES ファイルの内容を調べてみましょう．
CAESES IGES~Export S0000001 1H,,1H;,18HFRIENDSHIP Systems,10Hsample.igs,20HFRIENDSHIP Framework, G0000001 7HFS IGES,32,128,6,1024,15,10Hsample.igs,1,6,1HM,1,1, G0000002 18H15H20140416.152609,1e-06,10,7Hunknown,23HFRIENDSHIP SYSTEMS GmbH,10, G0000003 0; G0000004 128 1 0 1 0 0 0 000000001D0000001 128 0 0 2797 0 s3 D0000002 128,99,29,3,3,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0.020204322811,0.0303064376359, 1P0000001 0.0404085532925,0.0505106601157,0.060612727697,0.0707147410624, 1P0000002 0.0808167369921,0.0909186109415,0.101020558065,0.111122410354, 1P0000003 0.121224034856,0.131325630572,0.141427099296,0.151528384938, 1P0000004 0.161629491643,0.17173026326,0.181830711361,0.191930762146, 1P0000005 0.202030377477,0.212129589964,0.222228418617,0.23232704124, 1P0000006 0.242425781308,0.252524764146,0.262623607889,0.272722260742, 1P0000007
（以下省略） S0000001G0000004D0000002P0002797 T0000001
IGES ファイル (冒頭部分)
• 出力した形状が IGES のどのエンティティタイプとして扱われているかは，ディレクトリエントリーセクションの一番左の数字で確認できます．
128 は，有理 B スプライン サーフェスです．
• １エンティティ（要素）につき２レコード（行）で構成されます．
39
FreeCADで読み込み
40
曲線オブジェクトのタイプ
CAESES の各曲線オブジェクトが，IGES のどのタイプで出力されるのかを 以下にまとめます．
110
100 104
126
126
126
41
Thank You!
