First DEXCS2019 for OpenFOAM three tutorials

1. オープンCAEコンサルタント OCSE^2
代表 野村 悦治
OPENFOAM and OpenCFD are registered trademarks of OpenCFD Ltd.
2019/10
1
はじめての DEXCS2019 for
OpenFOAM®

2. 1. Lesson 1
まずは使ってみる
2. Lesson 2
解析モデルの変更方法
3. Lesson 3
解析ソルバーの変更方法
2

3. DEXCSランチャーの起動
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!
3

4. DEXCSランチャーの嬉しさ
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
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・名前を知らなくても
解析ステージ毎にボタンを順番に押していけばよい）
解析対象
解析領域
（仮想風洞）
メッシュ
細分化領域
4

5. モデル確認
視方向平行移動：
マウスホイールボタンを押しながらドラッグ
視方向回転：
マウスホイールボタンを先に押し、右ボタンを押しながらドラッグ
拡大・縮小：
マウスホイール回転
解析対象
メッシュ
細分化領域
解析領域
（仮想風洞）
5

6. 解析条件（デフォルト設定）
inlet outlet
wall
Dexcs
inlet : 流入境界
Uin=10m/s
outlet : 流出境界
P=0
wall : スリップ壁
Dexcs :壁
すべり無し、壁法則
確認・変更
は可能（後述）
メッシュデータと、流体特性等の
定義ファイルを収納
計算制御方法や、ポスト処理
方法の定義ファイル等を収納
Field変数ファイルを収納
定常非圧縮性ソルバー
（simpleFoam）
の標準的なパラメタセット
空力係数計算用パラメタセット等
cfMeshによる
メッシュ作成
nu（動粘性係数）
= 1.54e-5 m2/s
ｋEpsilon乱流モデル
DEXCSでは メッシュ作成時に自動作成
注：既存パラメタセットが存在する場合はそのまま利用（自動作成しない）
OpenFOAMの標準パラメタセット
デフォルトのパラメタセット
6

7. ｃｆMesh作成原理と
主要パラメタ・Dictファイルの概要
対象領域定義ファイル
（fms形式）
細分化レベル
レイヤー
DEXCSでは FreeCADマクロでDictファイルを自動作成7

8. メッシュ作成マクロの起動
マクロの実行
8

9. マクロ画面の説明
境界条件 Type の指定
（empty/patch/wall/symmetryPlane/region）
cellSizeは空白になっている
⇒細分化しない
BoundaryLayerにチェックマークが入っ
ていない⇒レイヤーは付加しない
maxCellSizeの値はモデルサイズから自動
計算した概略値が表示されるが変更は可能
featureAngleは30（変更可能）
表示されているパーツ
の名前がリストアップさ
れている
レイヤーを付加するとした
場合の設定値（変更可能）
9

10. Export
ボタンをクリック
パラメタ変更とマクロの実行
変更箇所
【注意】変更が終わったら、マウ
スは欄外セル又は非変更セル
を選択状態にしておくこと
（選択状態のセル内容は反映さ
れないので）
4
2
10
3
1

11. メッシュ作成
3
meshDict を手修正する
場合等に使用
MakeMesh
ボタンを押す
1 2
11
Yes
ボタンを押す

12. メッシュ確認
3
4
視方向回転：
マウス左ボタンを押しながらドラッグ
視方向移動：
マウスホイールボタンを押しながらドラッグ
拡大・縮小：
マウスホイール回転
ViewMesh
ボタンを押す
Yes
ボタンを押す
1
2
Apply
ボタンを押す
5
12
6

13. メッシュ確認（内部断面）
1
2
3
5
6
4
13

14. メッシュ確認
(断面詳細) 2
視方向回転：
マウス左ボタンを押しながらドラッグ
視方向移動：
マウスホイールボタンを押しながらドラッグ
拡大・縮小：
マウスホイール回転
3
14
表示⇒非表示
視方向選択
1

15. マクロ終了
どちらでもOK
15
1
【注意】マクロを終了させないと、
FreeCAD本体の操作は出来ません

16. 流体特性
1
2
3
nu（動粘性係数）
= 1.54e-5 m2/s
ｋEpsilon乱流モデル
16

17. 2
3
計算制御
1
定常非圧縮ソルバー
（simpleFoam）
の標準的なパラメタセット
流体力計算用パラメタセット等
17

18. 2
3
境界条件
18
1

19. 19
inlet : 流入境界
Uin=10m/s
outlet : 流出境界
P=0
wall : スリップ壁
Dexcs :壁
すべり無し、壁法則

20. 計算実行
計算
終了
（数分）
1
2
20

21. 収束状況
21
1
3
ｘ ボタンクリックで
グラフを一括消去
2

22. 1
流れ場の可視化
（ParaFoam）
9
流跡線表示
2
6最終時刻
3
4
7
8
表示Field選択
22
5

23. 2
3
解析結果のプロット
1
4
23

24. プロット用JGP
プロジェクトファイル
1
2
24
最上段のプロジェク
トファイルを選択

25. プロット例1
1
2
25
空力係数

26. プロット図の
作成と表示
26
風洞流入・出面の流量
1
2

27. プロット図の
作成と表示
27
指定点のプローブ出力
1
2

28. プロット図の
作成と表示
28
指定サンプリング線上の分
布
1
2

29. 計算の初期化
29
1 2
3
1
3
メッシュデータ
（polyMeshフォルダに収
納）は削除されません

30. 並列処理
1
30

31. メッシュ分割
31
1
2
4
3
分割方法を変更したらこ
のボタンで確定させます

32. 並列計算
32
1
2

33. 流れ場の可視化
（ParaView）
2
1
6最終時刻
3
4
表示Field選択
5
6
6
並列分割境界
33

34. reconstruct
（領域結合）
1
2
3
34

35. 1. Lesson 1
まずは使ってみる
2. Lesson 2
解析モデルの変更方法
3. Lesson 3
解析ソルバーの変更方法
35

36. 解析モデルの変更チュートリアル
36
標準チュートリアル 解析対象を球に変更
別フォルダ
にて解析実行
DEXCS/
dexcsTutorial
フォルダ
にて解析実行

37. 変更元モデルにてFreeCAD起動
37
ダブルクリック

38. 変更対象パーツ削除
(DEXCS)
Deleteキー
Deleteキー
38

39. 寸法確認
( -7 -5.5 -1.8 )
39
mm（ミリメートル）で作成されているが、
OpenFOAM上ではｍ（メートル）で解釈される
注：寸法確認に作成した距離コンポーネントは
メッシュ作成時には削除しておくこと。

40. Part ⇒ 球の追加と適合
40
2
5
3
サイズや配置の数値には正解はないので、ケースバイケースで変更しても OK
1
4
（注）パーツの名前（Label）
の日本語は不可

41. regionBoxの適合
41
3
2.0 mm に変更
視点を変えて配置確認
サイズや配置の数値には正解はないので、ケースバイケースで変更しても OK
2
1

42. マクロ起動
42
1
このまま続けると
先のデータが書き替る

43. ケースファイルの作成場所変更
43
2
5
3
1
4
6
（注）名前は何でも良いが
日本語、空白の使用は不可
変更確認

44. メッシュ（ｃｆMesh）作成
44
1
変更箇所
2
3
4

45. メッシュ確認
45
1

46. モデルの別名保存
46
2 3
1
4
名前は何でも良い
更新ケースフォルダ
6
5
変更確認

47. 境界条件の適合（grideditor起動）
47
1
3
2
3
解析対象の名前変更に
応じた適合が未実施で
あるという意味

48. 参照ケース（DEXCS）の grideditor 起動
48
1
2
DEXCS標準
チュートリアルケース
を選択
3
4
5 6
7

49. 境界条件のcellコピー ⇒ 貼り付け
49
Dexcsの
行全体を選択
参照ケースで開いた
gridEditor
更新ケースで開いた
gridEditor
6
sphereの
最左端cellを選択
マウス右クリック
⇒ cell コピー
マウス右クリック
⇒ cell 貼付け
3
5
2
1
4

50. 境界条件の適合完了
50
変更確認
1
保存 終了
32

51. Properties（constant）の適合
51
1
3
2

52. 52
U:速度(=10)
D：代表寸法
（球の直径=1）
nu:動粘性係数
RAS
↓
laminar
に変更
RASの場合有効
ｋEpsilon /
kOmegaSST
本例では、Re=100
レイノルズ数
1.54e-05
↓
1.0e-01
に変更

53. Dict（system）の適合
53
1
3
2

54. 54
Decxs
⇒ sphere
(p U k) ⇒ (p U)
（laminar計算時）

55. 計算実行
計算
終了
（数分）
1
2
55

56. 計算状況モニター
56
1
3
ｘ ボタンクリックで
グラフを一括消去
2

57. 結果の可視化
57
1
2

58. 1. Lesson 1
まずは使ってみる
2. Lesson 2
解析モデルの変更方法
3. Lesson 3
解析ソルバーの変更方法
58

59. 解析ソルバーの変更チュートリアル
59
解析対象を球に変更
別フォルダにて
pimpleFoam
（非定常計算）を実行
解析モデル変更チュートリアル
simpleFoam
（定常計算）を実行

60. 変更元モデルにてFreeCAD起動
60
ダブルクリック

61. 新規ケース作成ツールの起動
61
1

62. ひな型ケースの選択
62
1
5
2
4
3
その他case を選択し
て独自に作成した
ケースも選択可能
本例ではOpenFOAMの標準チュートリアルケースを使用

63. 新規ケース作成
63
1
3
5
2
7
ケース名を変更 4
デスクトップ上に作成
6

64. マクロ起動
64
1

65. メッシュの作成場所変更
65
2
5
3
1
4
変更確認

66. cfMesh設定パラメタ（meshDict）の読込み
66
1
2
4
3

67. メッシュ（ｃｆMesh）作成
67
1 2
3
4

68. 境界条件の適合（grideditor起動）
68
1
3
2
3
解析対象の名前変更に
応じた適合が未実施で
あるという意味

69. 参照ケース（DEXCS）の grideditor 起動
69
1
2
モデル更新ケース
（定常計算ケース）
を選択
3
4
5 6
7

70. 境界条件のcellコピー ⇒ 貼り付け
70
sphere, wall
左端からｋまでを選択
参照ケースで開いた
gridEditor
更新ケースで開いた
gridEditor
6
sphereの
最左端cellを選択
マウス右クリック
⇒ cell コピー
マウス右クリック
⇒ cell 貼付け
3
5
2
1
4
同様にcellコピー
7

71. 境界条件の適合完了
71
1
保存 終了
32
他の同等内容cellからコピー

72. 3
2
72
Dict（system）の適合
1

73. 73
0.3 ⇒ 5 に変更
0.01 ⇒ 0.1 に変更
空力係数計算用に追記

74. 空力係数計算用パラメタセット（forceCoeffs）
74
空力係数計算用パラメタセッ
ト（forceCoeffs）は解析モデ
ル変更チュートリアル（
定常計算用）からコピー
解析モデル変更チュートリアル

75. 3
2
75
Properties（constant）の適合
1

76. 76
U:速度(=10)
D：代表寸法
（球の直径=1）
nu:動粘性係数
本例では、Re=1000
レイノルズ数
RAS
↓
laminar
に変更
1.0e-04
↓
1.0e-02
に変更

77. 計算実行
計算
終了
（数分）
1
2
77

78. 計算状況モニター
78
1
3
ｘ ボタンクリックで
グラフを一括消去
2

79. 抗力係数（Cd）
79

80. 80
3
1
2
5
4
7
6
抗力係数
のプロット

81. 81
結果の可視化 1
2

82. Let’s smart OpenCAE
presented by82