how to use DEXCS2022 for OpenFOAM

1. オープンCAEコンサルタント OCSE^2
代表 野村 悦治
2022/10
1
はじめての DEXCS2022 for
OpenFOAM®
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.

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ツールバー
3
DEXCS-WB ツールバー
DEXCS-WB
（ワークベンチ）

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. メッシュ作成用形状モデルの要点
● 流体領域モデルを個別に作成する必要無し
● 複数のパーツで囲まれた領域中に閉空間が存在
すれば良い
● 閉空間が複数存在する場合
○ snappyHexMeshでは、領域内部点を指定
○ cfMeshでは自動判定
● 個別のパーツの名前に応じて境界の名前が付く
● 他のCADで作成⇒インポートしたSTLパーツはソ
リッド化する必要有
6
閉空間が１つの場合に
も必要
推奨メッシュ生成法のp.39を参照

7. 解析条件（デフォルト設定）
inlet outlet
walls
Dexcs
inlet : 流入境界
Uin=10m/s
outlet : 流出境界
P=0
walls : 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
7

8. 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 DEXCS-WBで fms,Dictファイルを自動作成
8

9. 解析コンテナ
メッシュ作成コンテナ
ソルバー実行コンテナ
1
2
解析コンテナの作成
解析コンテナ作成
9
確認：
出力先と雛形
ケースファイル
（変更可能）

10. メッシュ作成タスク画面
10
2
2
ファイルマネージャが起動
FreeCADは通常mm（ミリ
メートル） でモデル作成
⇒OpenFOAMでm（メート
ル） 解釈
mm解釈させる場合に0.001
モデルの全体サイズからの
推奨値（変更可能）
同一パーツ上でエッジ
（輪郭線）判定閾値
cfMeshのオプションパラメタ
ダブルクリック
1
2Dメッシュ作成可能
（但し、本モデルでは不可）
dexcsPlusの、aeroFoil,
wingMotionが参考になる

11. メッシュ細分化コンテナの作成
11
1
メッシュ細分化
コンテナ作成
2
メッシュ細分化コンテナ

12. メッシュ細分化設定
（面の細分化）
12
オプションパラメタ
（変更可能）
1
対象にチェック
3
7
5
（確認）
Dexcs
がリストアップ
細分化レベルと実セル
サイズは連動
どちらかの指定でよい
対象パーツの複数指定は可能。但し細分化方法も同一になる。
細分化方法を変えたパーツを追加したい場合は、細分化コンテナを追加して指定
2
4
6
Patch種別を指定

13. メッシュ細分化コンテナの追加
13
1
メッシュ細分化
コンテナ作成
2

14. メッシュ細分化設定
（領域細分化）
14
1
2
5
チェック
6
7
対象を選択
3
4

15. メッシュ作成 / 実行
15
ダブルクリック
1
2
3
メッシュ作成が完了すると、
ボタンが有効になる

16. メッシュ確認 / Paraview
16

17. メッシュ確認 / Paraview
17
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
1
2
3
6
5
4

18. 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
18
表示⇒非表示
1

19. メッシュ確認 / チェックメッシュ
19
Max skewness エラーが生じる場合もある
が、よほど大きかったり（ >10）、数が多く
（>10）なければ大丈夫
マルチスレッド計算では、メッシュ数やメッ
シュ品質値がメッシュ作成の都度多くの場
合、微妙に変化する

20. 流体特性
1
nu（動粘性係数）
= 1.54e-5 m2/s
ｋEpsilon乱流モデル
20
2
3

21. 計算制御
定常非圧縮ソルバー
（simpleFoam）
の標準的なパラメタセット
ポスト処理用パラメタセット等
21
1
2
3

22. 2
3
境界条件
22
1

23. 23
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
境界条件（確認）

24. 計算実行スクリプト作成
1
3
24
3
ダブルクリック
2

25. 計算実行
計算
終了
（数分）
1
2
25

26. 計算結果 / Paraview
1
26

27. 計算結果 / Paraview
1
2
27
3

28. 計算結果 / 領域再構築⇒Paraview
1
2
28
3

29. 計算結果 / Paraview⇒Stream Tracer
1
2
29
3

30. Dexcsプロットツール（postProcessor）
30
1
2
3

31. プロット例 1, 2
31

32. プロット例 3, 4
32

33. プロット
（新規）
33
1
1
2
4
3
変更箇所

34. 計算の初期化
34
1
3
1
3
2
メッシュデータ
（polyMeshフォルダに収
納）は削除されません

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
1

38. 解析コンテナ削除
Deleteキー
38
1
2

39. 変更対象パーツ削除
(DEXCS)
Deleteキー
Deleteキー
39
1
2

40. 寸法確認
( -7 -5.5 -1.8 )
40
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
時には削除または非表示にしておくこと。

41. Part ⇒ 球の追加と適合
41
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
6
7

42. regionBoxの適合
42
3
2.0 mm に変更
視点を変えて配置確認
2
1
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

43. CADモデル完成⇒sphereInWindTunnel
2
4
3
1
5
43

44. 解析コンテナ作成
2
1
2
44

45. メッシュ細分化コンテナ
45
変更箇所
2
1
3
4

46. メッシュ作成
46
1
3
2
ダブルクリック

47. メッシュ確認
47
1
3
2
4

48. 境界条件の適合（grideditor起動）
48
1
3
2
4
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

49. 49
DEXCSのテンプレートケースを使う場合には、 type
wall; の境界条件は自動的にすべりなし壁の条件が付
与されるので、空欄のままでも OK

50. Properties（constant）の適合
50
1
3
2

51. 51
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

52. Dict（system）の適合
52
1
3
2

53. (p U k) ⇒ (p U)
（laminar計算時）
Decxs
⇒ sphere
53

54. 計算実行
54
3
2
ダブルクリック
1

55. 結果の可視化1
55
2
1

56. 結果の可視化2
56
3
2
1

57. 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
57

58. 解析ソルバーの変更チュートリアル
58
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

59. 変更元モデルにてFreeCAD起動
59
ダブルクリック

60. 新規解析コンテナ作成
60
1
2

61. 新規解析コンテナ⇒出力先変更
61
1
3
2
5
4
6

62. 62
新規解析コンテナ⇒テンプレート変更
1
3
2
5
4
6
/usr/lib/openfoam/openfoam2206/incompressible/pimpleFoam/RAS/pitzDaily

63. 63
（参考）pitzDaily チュートリアル
"An experimental study of combustion: The turbulent structure of a reacting shear layer formed at a
rearward-facing step.", Robert W. Pitz and John W. Daily, 1981（PDF）
inlet
outlet
basic/potentialFoam/pitzDaily
basic/scalarTransportFoam/pitzDaily
compressible/rhoPimpleFoam/LES/pitzDaily
incompressible/adjointShapeOptimizationFoam,pitzDaily
incompressible/pimpleFoam/RAS/pitzDaily
incompressible/pisoFoam/LES/pitzDaily
incompressible/pisoFoam/LES/pitzDailyMapped
incompressible/simpleFoam/pitzDaily
incompressible/simpleFoam/pitzDailyExptInlet
lagrangian/kinematicParcelFoam/pitzDailyWithSprinklers
様々なチュートリア
ルにて検証
（OpenFOAM）

64. メッシュ細分化コンテナのコピペ
64
右クリック
⇒ コピー
sphere の
チェックを外す
右クリック
⇒ 貼り付け
1
3
2
4
4
同様に
MeshRefinement00
をコピペ
5

65. メッシュ作成
65
2
3
ダブルクリック
1

66. 境界条件の適合（grideditor起動）
66
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

67. 境界条件の適合（grideditor起動）
67
DEXCSのテンプレートケースを使う場合には、 type
wall; の境界条件は自動的にすべりなし壁の条件が付
与されるので、空欄のままでも OK（p.49）
DEXCSのテンプレートケースでない
ので、全カラム適合が必要

68. 参照ケースの grideditor 起動
68
1
2
dexcs標準チュートリアル
ケースを選択
3
4
6
7
5

69. 境界条件のcellコピー ⇒ 貼り付け
69
Dexcs, wall
Uからｋまでを選択
参照ケースで開いた
gridEditor
sphereの
U 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
6
更新ケースで開いた
gridEditor

70. 境界条件の適合完了
70
1
保存 終了
3
2
他の同等内容cellからコピー

71. 空力係数計算用パラメタセット
（forceCoeffs）
71
解析モデル変更チュートリアル
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

72. 72
Dict（system）の適合
1
3
2

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. 3
2
74
Properties（constant）の適合
1

75. 75
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-05
↓
1.0e-02
に変更

76. 計算実行
2
76
3
4
ダブルクリック 1

77. 計算状況モニター
77
横軸の数字はステップ数
計算終了
（10分程度）

78. 78
結果の可視化
1

79. 79
空力係数の
プロット（1/2）
1
3
2
4
変更箇所

80. 80
空力係数の
プロット（2/2）
1
3
2
変更箇所

81. Let’s smart OpenCAE
presented by
81