有限要素法のフリーのソフトウエア を試す

CAEで使われるフリーの有限要素法(FEM)ソフトウエアであるCalculixやOpenfoamを使ってみようとチャレンジしてたその足跡を残す。。。ついでに他のフリーソフトや商用ソフトの無償版にも手を出してみる。

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CalculiXを動かしてみる

マニュアルに沿って操作してみます。

まずはcgxのテスト

立ち上がったコマンドプロンプトで

cgx -b test.fbd

と入力して、エンターすると画面が開く。

立ち上がり


座標系も表示されていてもっともらしい。

メニューが見えないが、画面左側の枠の外で左クリックするとメニューが出てきます。

(ちょっと昔のUNIXライク)

次にいったん終了して、(メニューのQUITか画面右上のバツマークで終わる)マニュアルに従い、beampl.inpをワークディレクトリ(インストールするときに指定している。わからない場合は、プロンプトに表示されているので、そこから探る)にコピーします。

デフォルトでインストールするとbeampl.inpは

C:\Program Files\CalculiX\ccx_1.7\test

の下にあると思います。(バージョン1.7の場合)

マニュアルの説明ではDOSコマンドでコピーしていますが、もちろんエクスプローラでコピーしてもかまいません。

コピーが終わったら

cgx -c beampl.inp

とコマンドを打つと、ファイル名の通り、梁のモデルが出てきました。

マウスボタンを押しながら動かすとモデルが回転、移動する。
(なかなか優秀ですね)

cgxを終了して、

ccx beampl

とコマンドを打つと、計算します。

私のCoreDuo2マシンでは一瞬で計算が終わったようです。。。。

計算が終わったら、

cgx -v beampl.frd

上記のコマンドで、再びcgxを立ち上げて、枠外でクリックしてメニューを出して、

[Data Sets] [-Entity-] [4 All]

と選択していけば、見事なコンターが現れる。

beampl-result


ここまでは、なかなかいい感じだと思いませんか?
(どんな解析をしたのかわかってませんが!!)

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  1. 2008/04/15(火) 22:19:46|
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CalculiX Getting Started - cgxでFEMモデルを作ってみる -

次はGetting Startedに従って、cgxでモデル作成から解析までを行ってみます。

まず、モデル作成のために

cgx -b beam.fbd

でcgxを立ち上げます。

beam.fbdがないよ、というエラーが出るが、問題ありません。

次に、コマンドを打つのだが、コマンドウインドウをアクティブにするとコマンドが入らない。

cgxで立ち上がったグラフィックウインドウをアクティブにしないとコマンドが入らないのだ。

違和感を感じるが、先へ進む。

pnt コマンドでポイントを2つ作成する。

グラフィックウインドウでメニューを出して、Frameを選択すると、ポイントが2つ表示された。

plotコマンドで番号表示や点の色も変えられるようだ。

次にqlinコマンドでラインを作成する。

まず、マウスポインタを大きくして、ポイントを選択するとラインが作成できる。
(少しややこしい...)

さらにswepコマンドでareaを作成する。

何をしているのかわからないコマンドもあったが、とりあえずエリアはできた。

画面いついては

左ボタンを押しながらマウスを動かすと、回転
右ボタンを押しながらマウスを動かすと、平行移動
真ん中ボタンを押しながらマウスを動かすと、拡大縮小

である。

area作成まで



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  1. 2008/04/21(月) 00:28:16|
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CalculiX Getting Started FEMモデルを作ってみるその2

さて、先日の続きを、と思っていたらsaveされていなかったので、最初からやり直すしょぼぼん

コマンドプロンプトにsaveと入れれば、立ち上げ時に指定したファイルに保存してくれるようである。
(まだマニュアルを見ていないので確定できないが)

まずは先日作ったところまで戻る。

ところで、

prnt se と打つと、それまで作ったset(形状のグループみたいもの?)のリストとが出力されるとあるので、今まで不明だったオペレーションはsetを作るものだったようだ。

さて、今度は面をswepで引き伸ばして直方体を作る。

面は1x1の大きさであったようだが、それを引き伸ばして、1x1x10の直方体つまり「はり」ができた。

ソリッド作成


作ったはりを回転してみると、角度によってはうまく表示できないときがある
(ビデオカードが悪いせい?)

次にメッシュを切る。

he8をコマンドで指定したので、多分8節点6面体ヘキサ要素ができるのであろう。

メッシュを作って表示させてみると、対角線が入っているので、一瞬テトラ(四面体)要素かと思ったが、面の表示のための対角線のようで、ヘキサ要素ができたようだ。

メッシュの大きさの指定するところがなかったように思えるが、各方向4要素ずつ、64要素に分割された。


メッシュ分割


次のマニュアルの記述をみると、長手方向をもう少し細かく分割するようである。

qdivというコマンドで、分割モードに入る。

a コマンドの後、rで長手方向のラインのラベルを囲って指定し、" 12"を入力。

なお、12の前にスペースを入れないと1と2という一桁の形に認識されてしまう。
(なんだかな)

今度は20節点6面要素で分割(されたようだ。
グラフィックがいまいちみにくいので自信がもてないが苦笑い

つぎは、境界条件設定です。

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  1. 2008/04/25(金) 00:19:46|
  2. Calculix 紹介 インストール
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CalculiX Getting Startedでの境界条件設定

今回は、境界条件設定。

その前に、前回までサーフェイスに色がつかなかったのだが、パソコンを変えたら色がつくようになった。
(ビデオカードとOpenGLの相性の関係か???)

さて、境界条件を設定する節点のセットを作成するわけだが、
qadd→r→rでカーソールを大きくして、z=0の点を一挙に選択、としたわけだが、何故か一個しか選択されない。(-_-;

仕方がないので、一個一個選択する。

マニュアルでは、3通りの節点のセットを作成している。

次に荷重領域の選択。

分布荷重を設定するため、y=0の面を選択

要素の面ごとに選択するのだが、これを選択するのが慣れるまではなかなか難しい。

選択完了。

load-area

クリックすると大きくなります

最後にsendというコマンドを使って、メッシュや境界条件情報などをファイルに書き出す。

いろいろオプション指定があるが、詳しいことは後で調べるとして、まずはマニュアルどおりにやってみる。

これでcgxでの作業は完了。

次は、計算を行う方法です。


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[CalculiX Getting Startedでの境界条件設定]の続きを読む

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  1. 2008/05/01(木) 00:38:12|
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CalculiX Getting Startedでの解析、結果表示


それでは、前回まで作ったモデルを計算してみるが、

最後のセッティングは、テキストファイルで行うようだ。

MESHはINCLUDEで取り込み、材料、解析の設定は直接書き込む。

入力ファイルのフォーマットだが、基本的にはABAQUSのキーワードを(許可を得て)借用しているとのことである。

入力ファイルについては、今後研究していきたいと思う。

ここでは、マニュアルどおりに入力したファイル(マニュアルをコピペするだけだが)を作成。

さて作成したモデルは等分布荷重の単純支持はりである。

マニュアルの絵のとおりの結果となった。

sample-disp

クリックすると大きくなります


理論解は-0.536 シミュレーション結果は-0.539。

著名な市販のFEMソフトは少ない要素数でも片持ちはりのモデルはぴたり一致するので、それに比べると若干相違がある。

が、まあ勉強や研究用には十分だと思う。

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  1. 2008/05/07(水) 22:50:26|
  2. Calculix 紹介 インストール
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