Technical Information
ここでは、FrontISTRチュートリアルにて01とナンバリングされている「線形静解析 (弾性)」をRICOS Production Suiteで実行する方法について説明します。
[FrontISTR チュートリアル 01]
※ 本記事でのRICOS Production Suite のバージョンは2.0.6です。
実行する内容としては、
この3D形状の物体 (節点数 84,056、要素数 49,871) に対して、条件を設定して解析を行い (下記画面 1) 、解析結果を右記のように可視化する (下記画面 2) というものです。
また、アカウント登録の段階およびこのチュートリアルを実際に実行しても、料金は一切発生しません。是非とも気軽にお試しください。
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まず、チュートリアルで使用するデータを準備します。筆者の環境は下記の通りです。また、この記事で使用しているブラウザはFirefox 95.0.2です。
$ sw_vers
ProductName: macOS
ProductVersion: 12.1
BuildVersion: 21C52また、以下では特に断らないかぎり、
$が付いている行は、コマンドラインでの入力を...(省略)は、実際の表示ではなく複数の行を筆者が省いたということを表すものとします。
まず、下記の操作でFrontISTRのgithubページよりデータをダウンロードします。
$ git clone https://github.com/FrontISTR/FrontISTR
Cloning into 'FrontISTR'...
remote: Enumerating objects: 31786, done.
remote: Counting objects: 100% (2060/2060), done.
remote: Compressing objects: 100% (1112/1112), done.
remote: Total 31786 (delta 1312), reused 1592 (delta 914), pack-reused 29726
Receiving objects: 100% (31786/31786), 231.56 MiB | 8.60 MiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (24989/24989), done.ダウンロードが完了しました。このようなファイル構成となっています。
$ ls FrontISTR/tutorial/
01_elastic_hinge/ 04_hyperelastic_spring/ 07_viscoelastic_cylinder/ 10_contact_2tubes/ 13_dynamic_beam_nonlinear/ 16_heat_block/ 19_conrod/
02_elastic_hinge_parallel/ 05_plastic_cylinder/ 08_creep_cylinder/ 11_contact_2beam/ 14_dynamic_plate_contact/ 17_freq_beam/
03_hyperelastic_cylinder/ 06_plastic_can/ 09_contact_hertz/ 12_dynamic_beam/ 15_eigen_spring/ 18_cavity_flow/
RICOS Productin Suiteにログインした後、「ファイルセット一覧」→「新規ファイル追加」より、ファイルをアップロードできます。
※ この記事の画像において、赤色の四角は筆者が編集し追加したものです。ご注意ください。
「ファイルを選択」ボタンで、アップロードするファイルを選択します。
先ほどダウンロードしたディレクトリ内「FrontISTR → tutorial → 01_elastic_hinge」にあるhinge.mshを
$ ls FrontISTR/tutorial/01_elastic_hinge/
hecmw_ctrl.dat hinge.cnt hinge.msh「Mesh (FrontISTR) 」としてアップロードします。
アップロードすると、次のような画面に遷移します。ここで、Pre-processorボタンを押し「実行」を選択すると、meshデータが表示されます。
マウスやトラックパッド操作によって、拡大・縮小や回転などの操作が可能です。
今回のチュートリアルでは、強制面と拘束面を指定し、それぞれに条件を付与します。
どのような条件を設定するのか、チュートリアルのページで紹介されているhinge.cntを確認します。下記が該当する部分です。
### Boundary Conditon
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # 拘束面1を指定
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # 拘束面2を指定
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # 強制面を指定2 つの拘束面については、座標idが1〜3の方向（つまり全ての方向）への変位を0に、強制面については 座標id=1の方向に0.01の荷重を設定します。
※座標idについては、 座標id=1, 2, 3がそれぞれ画面上のX, Y, Z軸に対応しています。
まず、穴が2つある側の、2つの穴の内側の面を拘束面として固定します。
画面右上の「Node group」を選ぶと、節点グループの一覧が見られるようになります。
その状態で条件を付与したい面をクリックすると、その面を構成している節点グループの名前が右側でグレー塗りになります 。
今回の場合は、「Body0-6_ngroup」という名前です。
グレーになっている名前をクリックし、青色になると、その面を選択できた状態となります。この状態で、下にある「Add」ボタンをクリックすると、条件を入力する画面が表示されます。
今回はこの面について座標id 1〜3のそれぞれの方向に固定します。
この場合、「condition type」は「BOUNDARY〜〜〜」を選択し、「DOF_id（from）」に「1」、「DOF_id（from）」に「3」、Valueに「0」を入力すると、上記のような設定ができたことになります。
※ また、例えば「座標id 1と3について変位を0に設定したい」場合は、同じ面に
の2種類の条件を設定することになります。
入力した状態で「set」ボタンを押下すると、入力した値が設定されます。
画面右側の「Conditions」欄に条件が入っていることが確認できます。
次に、もう片方の穴の内側の面にも同様の条件を設定します。こちらの面の名前は「Body0-7_ngroup」です。
先ほどの面と同じ内容を「set」します。これで、拘束面の設定は完了しました。
次に、もう片方の面の穴の内側＝強制面に、荷重の条件を設定します。
3D形状で目的の面をクリックすると、この面の名前が「Body0-5_ngroup」であることが分かります。
この面には、先ほどとは違う条件を設定することになります。「condition type」は「CLOAD〜〜〜」を選び、「DOF_id」は「1」、「value」には「0.01」を設定します。
「Conditions」欄には、拘束面に設定した「BOUNDARY〜〜〜」ではなく「CLOAD〜〜〜」という条件が設定されています。
これで、拘束面、強制面ともに解析条件の設定が完了しました。
画面右上にある「Model name」で、今回設定した解析条件のモデルの名前を変更できます。ここでは、「hinge_test」に変更します。そして画面右上にある「Save model」ボタンを押し、遷移した画面で「実行」を選ぶと、この設定条件を記述した解析ファイルが作成されます。
この画面に遷移すると、解析の実行ができます。
また、画面下部に表示されている解析ファイルmodel.cntをダウンロードし、中身を確かめることもできます。
この記事では、このまま解析に進みます。「Analysis」ボタンを押すと、解析に使用するリソースを選択できます。今回は、料金の発生しない「free instance」で、他の条件も変更せずに実行します。
「free instance」では、1ノード・10分の計算時間までの計算が実行できます。
※ それ以上の計算を行いたい場合は、画面左部「ご利用情報管理」よりご利用者様の情報をご登録いただく必要がございます。ご登録いただければ、上限時間や並列数が多いノードが選択できるようになります。また、料金は計算時間によって課金されます。
ジョブの実行が始まりました。計算が終わるまで、少し時間がかかります。計算が完了していない状態では、ファイルセット情報の「種類」が「FrontISTR analysis model set」のままです。
時間をおいて画面をリロードします。今回だと 1 分程度で計算が完了します。
計算が完了すると、「種類」が「FrontISTR analysis result」に変更されます。
解析結果が完了した状態でページの下部を見てみると、複数のファイルが出力されているのが分かります。
ここからログデータなどをダウンロードして結果を確認することもできますが、この記事ではRICOS Production Suite上で視覚的に結果を確認します。
「Post processor」ボタンを押し、「実行」を選ぶと、結果を表示するためのファイルが生成され、画面に表示されます。
右部「Contour map」を変更すると、指定した値に基づいた色が塗られます。例えば、「NodalMISES_0」を選ぶと、このようになります。
右部「# of classes」の値を変更すると、着色の細かさが変更できます。他の結果と比較するときに、このように細かさを落とした方が、より違いが分かりやすいこともあります。
また、「Colour」を変更することで、着色の色付けを変更できます。
ここでは、FrontISTRのチュートリアル01をRICOS Production Suite上で実行しました。画面上の3Dデータやボタン操作のみで、チュートリアルと同じ解析条件を設定することができました。
また、上記では紹介していませんが、素材の性質や線形ソルバの設定も、RICOS Production Suite上から変更できます。
低いコストでCAEをはじめられるきっかけとして、そして RICOS が開発する独自技術の提供プラットフォームとして、今後もRICOS Production Suiteは機能追加やUI改善を行っていきます。無料である「free instance」でも様々な例が実行できますので、是非とも気軽にお試しください。
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