プログラミングの記事を書きます。-korokoro先日、関西CAE懇話会で「実験とCAE:強制流」をテーマにした勉強会が開催されましたので、参加してみました。非常に良い機会でした。CAEは家でも会社でもパソコンさえあれば軽い計算ならどこでもできるのですが、実験をしようと思うとそれなりの器具や計測器がいるわけでして。実験の映像だけ入手できたので、自宅でOpenFOAMを使って流体解析をやってみたので紹介したいと思います。本音は、少々やり切れていない部分が自分の中にあったので、自宅でOpenFOAMを使って勉強がてらやってみましたってかんじです。学びながら特に結果も求められないという最強の環境は、「自分で勉強して自宅で流体解析をすること」だ・・・・っていうことで自宅でやってみました。時間は10時30分からでしたが、前日の台風の影響で電車が動いておらず。仕方ない事情ではあるので、遅れる旨を主催者の方に連絡して遅れて参加することにしました。結局1時間半遅れて到着しましたが、開始時間自体も1時間ほど遅れたようでさほど遅れたことによる影響はありませんでした。発泡スチロールをスチロールカッターで切って供試体を作成します。※風洞の入り口はφ80流れをカメラで可視化します。流線はドライアイスを流して簡単に見てみる方法でやっていました。https://takun-physics.net/wp-content/uploads/2018/10/MOV_0617.mp4↓僕が行った実験の流線の可視化の結果は、こんな感じです。何を模擬したのかって言われると・・・・車っぽいのを模擬してみたのです。車体前方から「風速1.0m/s」の風が送られてくるという実験です。当日の勉強会では、流体解析ソフトとしてsolidworksを使って解析を行いました。一連の流れを統合しているようで、簡単に解析実行を行えました。温度場は解かないです。実験結果と比較するとだいたいの流れは再現できているよう。渦の生成している位置が違う!!これは決してsolidworksが悪いわけではないです。自分の解析設定が良くなかったのではないかと思っています。当日は時間がなかったのと、solidworksを始めて使ったのでこれ以上設定をいじって続けることも難しかったのでここでは以上の結果で断念しました。OpenFOAMを使って流体解析やってみよう!というわけで実験とCAEの結果が今一つアンマッチなところがあったので、自宅で色々と試したいと思いました。流体解析をするにあたっていきなりコテコテの・・・いわゆる「あれもこれも考慮しないといけない」的な精神だといつまで経っても先に進めないので、まず解析が実行できるものから段階を追って解析を進めていきたいと思っています。モデルモデルは実験で使用した寸法とほぼ同じものをFreeCADで作成しました。10^{-5}\)メッシュメッシュサイズ:5.0mm境界層:3層メッシュは、「blockMesh」と「snappyHexMesh」で作成しました。モデルのまわりには境界層メッシュを作成して、流速ベクトルと平行な流れに平行なメッシュにしておきます。t\)や、メッシュサイズなどはまずこだわらず計算が実行されることを確認してみたいと思います。解析結果OpenFOAMのソルバは「非圧縮性かつ非定常解析のpimpleFoam」を使ってみました。30秒くらいで終わりました。結果は実験と同じところから渦が生成しているふうな解析結果となりました。印象は、「何か雑な渦の見え方だ」ってことですね。メッシュ数が少なすぎるのかな?流線も見ておきましょう。(渦が生成されていそうなところに着目して流線を見てみます)渦がしっかり見えていますね。何はともあれ解析ができることを確認できたので、ひとまず良しとしましょう。OpenFOAMでそれほど複雑な設定をしたことがないのです。流体解析の勉強がてら、今後はもう少し流体解析自体の改善に努めたいと思います。解析の設定で気になったのが2点あります。乱流モデル関西CAE懇話会の勉強会当日は、講義の流れに沿って乱流モデルを用いたのですが、今思えば「何の乱流モデルだったっけ?」ってなっています。(乱流モデル使ったかどうかも正直覚えていません)おそらく「標準\(k-\epsilon\)モデル」を使ったような気もしますが、定かではありません。「標準\(k-\epsilon\)モデル」を使っているとして、この乱流モデルは高レイノルズ数の十分発達した乱流に対して良い近似を示すだけで、今回のように渦が表面から剥離するようなものには不向きな乱流モデルと思われます。\(k-\omega\)モデル」などを使う方が良いのかもしれません。最小渦サイズを見積もって、乱流モデル無しで解いても良いかもしれません。メッシュ切らないといけないから現実的ではないよってことになりそうですがね。メッシュのサイズメッシュサイズも当日の勉強会の流れに沿って適当に作成しましたが、渦が生成されうる領域はもう少しメッシュを細かく切る必要があったかもしれません。実施マトリクス上記で述べた2点を踏まえて、今後は以下のマトリクスで解析を試してみようと思います。\(k-\omega\)はよく使われる設定値を使います。いった設定が良いのかわかりませんが、上記の設定をした場合に結果がどう変わるのかを見てみたいですね。-【CAE解析の目的とは?】CAEは実機の代替えなのか?精度を無視してパラメータスタディすることは意味がないのか?CAEの流体解析における境界条件についてOpenModelicaを使って「バネとダンパーの減衰振動」を計算してみよう。OpenModelicaを使って「バネ振動」を計算してみよう。-【CAE解析の目的とは?】CAEは実機の代替えなのか?精度を無視してパラメータスタディすることは意味がないのか?【Udemyがお勧め理由5つ】プログラミングを勉強するなら動画学習おすすめ【まとめ】比熱の温度依存性について。古典論と量子論から理解する。【理想気体の比熱の温度依存性(7)】シュレディンガー方程式の極座標表記(2原子分子)から動径方向だけを抽出しようコメントを残すコメントをキャンセルプロフィールカマキリ(^^)大学以上の物理を勉強してブログに書いていきます。大学の専攻は物性理論で、Fortranを使って数値計算をしていました。CAE解析(流体解析)・毎日note更新しています。内容は、「現在勉強中の内容」「日々思ったこと」を書いています。1DCAEの操作方法などを動画にしています。youtube・Qiitaではプログラミング言語の基本的な内容をまとめています。(10)ブログをメールで購読メールアドレスを記入して購読すれば、更新をメールで受信できます。