オープンCAEのためのDEXCS for OpenFOAMハンドブック

オープンCAEのためのDEXCS for OpenFOAMハンドブック

著者名 野村 悦治
発行元 丸善出版
発行年月日 2021年04月
判型 B5 257×182
ページ数 384ページ
ISBN 978-4-621-30613-0
Cコード 3053
NDCコード 534
ジャンル 数学・統計学 >  数値解析
機械・金属・材料 >  機械工学一般

内容紹介

本書はOpenFOAMを「誰でも・簡単に・すぐに使える」ことを目的に開発されたパッケージシステムであるDEXCS-OFの解説書。DEXCS-OFとは何か、各種解析方法の説明、またユーザーが自身の環境で必要なものだけ更新するための方法や拡張例を紹介する。

目次

第1章 DEXCS for OpenFOAM (DEXCS-OF) とは
1.1 OpenFOAMとは
1.2 DEXCSとは
1.3 OpenFOAMの実践的活用方法
1.4 DEXCS-OFの歴史
1.5 DEXCS-OFの主要コンポーネント
 1.5.1 基本OS
 1.5.2 ParaView
 1.5.3 PyFoam
 1.5.4 cfMesh
 1.5.5 HELYX-OS
 1.5.6 FreeCAD
 1.5.7 TreeFoam
 1.5.8 pinguiBuilder
 1.5.9 Emacs
 1.5.10 gnuplot
 1.5.11 JAVA gnuplot
 1.5.12 DEXCSオリジナルツール
 1.5.13 KDiff3
 1.5.14 Shutter
 1.5.15 Blender
 1.5.16 Swift-tools
 1.5.17 wxGlade

第2章 DEXCSランチャーの使い方
2.1 まずは使ってみる
 2.1.1 解析モデル
 2.1.2 メッシュ作成
 2.1.3 流体特性パラメタの確認・変更方法
 2.1.4 計算制御パラメタの確認・変更方法
 2.1.5 初期・境界条件
 2.1.6 計算実行
 2.1.7 後処理1:流れ場の可視化
 2.1.8 後処理2:解析結果のプロット
 2.1.9 計算の初期化
 2.1.10 並列処理
2.2 解析モデルの変更方法
 2.2.1 解析形状 (FreeCAD) モデルの変更
 2.2.2 初期・境界条件
 2.2.3 流体特性パラメタ
 2.2.4 計算制御パラメタ
2.3 解析ソルバーの変更方法
 2.3.1 境界条件の適合
 2.3.2 計算制御パラメタの適合
2.4 OpenFOAM標準チュートリアルケースの調べ方
 2.4.1 Allrunファイルがケースフォルダ中に存在せず,併存もしない場合
 2.4.2 ケースフォルダ中にAllrunファイルが存在する場合
 2.4.3 ケースフォルダとAllrunファイルが併存する場合

第3章 推奨メッシュ生成法
3.1 そもそもメッシュとは
3.2 様々なメッシュ作成法
 3.2.1 メッシュ作成法のケースバイケース
3.3 FreeCADの基本
 3.3.1 画面の構成
 3.3.2 ワークベンチ
 3.3.3 ツールバー
 3.3.4 マウスの使い方
 3.3.5 3Dモデル作成法
 3.3.6 インポート/エクスポート
 3.3.7 DEXCSカスタマイズメニュー
 3.3.8 補足事項
3.4 FreeCADマクロの使い方
 3.4.1 チュートリアルケース1:backStep
 3.4.2 チュートリアルケース2:heatSink
 3.4.3 チュートリアルケース3:sphere
 3.4.4 FreeCADマクロに関するまとめ
 3.4.5 cfMeshに係る補足事項

第4章 簡単な構造解析
4.1 弾性応力解析
 4.1.1 解析コンテナの作成(解析ケースの設定)
 4.1.2 メッシュ作成
 4.1.3 材料特性の設定
 4.1.4 拘束条件
 4.1.5 解析の実行
 4.1.6 結果の可視化
4.2 熱伝導解析
 4.2.1 拘束条件
 4.2.2 解析の実行
 4.2.3 結果の可視化
4.3 熱応力解析
 4.3.1 穴あき平板
 4.3.2 簡易半導体パッケージモデル
4.4 固有値解析

第5章 DEXCS-OFの更新方法
5.1 基本OS
5.2 OpenFOAM
 5.2.1 OpenFOAM v2006
 5.2.2 OpenFOAM v8
 5.2.3 連携1. TreeFoam
 5.2.4 連携2. FreeCADマクロ(DEXCSランチャー)
5.3 ParaView
5.4 FreeCAD
5.5 TreeFoam
 5.5.1 DEXCSランチャー(FreeCADマクロ版)
 5.5.2 FreeCADマクロ・ツールバーのカスタマイズ方法
 5.5.3 dexcs十徳ナイフ

第6章 DEXCS-OFの拡張例
6.1 SLURM
 6.1.1 インストール方法
 6.1.2 設定方法
 6.1.3 SLURM の起動
 6.1.4 動作確認
 6.1.5 うまく動かないとき
 6.1.6 DEXCS-OFにおける推奨活用法
 6.1.7 補足事項
6.2 DAKOTA
 6.2.1 ダウンロードからインストール(DAKOTA本体)
 6.2.2 DAKOTA GUI
 6.2.3 DAKOTA GUIの初期設定
 6.2.4 DAKOTA GUIとは
 6.2.5 簡単な例題演習
 6.2.6 ワークフロー方式GUI
 6.2.7 OpenFOAMのジョブ制御:パラメタスタディ
 6.2.8 OpenFOAMのジョブ制御:最適化
 6.2.9 補足事項
6.3 preCICE
 6.3.1 ツールのインストール
 6.3.2 公開チュートリアルの動作確認
 6.3.3 DEXCSチュートリアル
 6.3.4 補足事項

付録A DEXCS-OFのセットアップ方法
A.1 ファイルのダウンロードについて
A.2 様々な利用方法
A.3 実計算機/ライブモード
A.4 仮想計算機/インストールモード
 A.4.1 VirtualBoxのインストール
 A.4.2 VirtualBoxでの仮想マシンの準備
 A.4.3 VirtualBoxでの DEXCS-OFインストール
 A.4.4 共有フォルダーの使い方・シンボリックリンク
 A.4.5 VirtualBoxのFAQ, TIPS
A.5 実計算機/インストールモード

付録B DEXCS isoイメージの作成方法
B.1 はじめに
B.2 DEXCSのベース環境構築
 B.2.1 VirtualBoxで新規ubuntuマシンを構築
 B.2.2 日本語フォルダ環境変更
 B.2.3 設定 ⇒ 電源(省電力オフ)
 B.2.4 ソフトウェアの更新
 B.2.5 VirtualBox Guest Additions
 B.2.6 共有ファイル
 B.2.7 DEXCS基本アプリの追加
 B.2.8 壁紙,アイコン
 B.2.9 Desktopまわり
 B.2.10 ubuntu基本アプリの動作設定
 B.2.11 Dockランチャーの整理
 B.2.12 不要ファイルの削除
 B.2.13 リマスターの実行
 B.2.14 新規マシンを構築 (VMPlayer)
 B.2.15 VMwareToolsをインストール
 B.2.16 snap を完全削除 ⇒ リマスター実行
B.3 主要アプリのインストール
 B.3.1 OpenFOAM-v2006
 B.3.2 ParaViewのビルド
 B.3.3 TreeFoam
 B.3.4 FreeCAD
 B.3.5 jgp
 B.3.6 HELYX-OS
 B.3.7 Shutter
B.4 リマスター配布用の準備作業
 B.4.1 不要ファイル削除
 B.4.2 インストールアプリの収納場所移動
 B.4.3 Dockランチャー
 B.4.4 DEXCSチュートリアル
 B.4.5 DEXCSセットアップ用スクリプト
 B.4.6 DEXCSチュートリアル
 B.4.7 DEXCSセットアップ用スクリプト
B.5 リマスターの実行
 B.5.1 補足

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