Salome-Meca2019を使ってみた！

第78回オープンCAE勉強会@関西での発表内容に参考文献リストを追加し、誤字修正したものになります。
https://ocbkansai.connpass.com/event/179553/

Transcript

1. 2020年7月11日 Salome-Meca 2019を使ってみた！ 第78回オープンCAE勉強会＠関西 龍野　潤
2. 目次 1 Salome-Mecaとは 2 1.1 Salome-Mecaのリリース履歴について . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 AsterStudy:グラフィカルコマンドモード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Salome-Meca 2019の新機能 5 2.1 Shaperモジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2 Wizard（Add Stage with Assistant）の復活 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3 解析概要をグラフィカルに表示 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 AsterStudy：高度なコマンドファイル編集用テキストモード . . . . . . . . . . 11 2.5 OpenTURNSとの連携 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.6 計算のフォローアップ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.7 結果パネルでの後処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3 Salome-Meca採用モジュールの変遷まとめ 17 4 今後の活動 18 1
3. 1 Salome-Mecaとは • EDF（フランス電力公社）が提供している、Linuxベースのオープンソース構造・熱解析ソ フト – Code_Aster：解析ソルバー – Salome-Meca：プリポストを中心とした統合プラットフォーム（SALOME Platform） に、Code_Asterをモジュールとして組み込んだもの • Code_Asterは、構造力学、熱力学を中心に非常に高度で多彩な機能と400を超える要素 （1次元、2次元、3次元ほか）を有しています。また、2,000以上のテストケースと、13,000 ページ以上のドキュメント（使用方法、テクニック、理論的背景） 、公式フォーラムなどが あり、他のオープンソースCAEソフトと較べてサポート体制が充実しているのが特長です。 • Code_Aster & Salome-Meca日本語解説より https://sites.google.com/site/codeastersalomemeca/home 2
4. 1.1 Salome-Mecaのリリース履歴について Salome-Meca salome Code_Aster 備考 stable testing 2011.1 5.1.5 10.3 2011.2 6.3.0 10.5 Paravis、Homardを採用 20013.1 6.6.0 10.8 11.3 32bit版の最終リリース 20013.2 6.6.0 11.4 11.3 2014.1 7.3.0 11.5 12.1 Post-Pro廃止 2014.2 7.4.0 11.6 12.2 2015.1 11.7 12.3 2015.2 7.6.0 12.4 11.8 2016 7.8.0 12.6 13.2 2017 13.4 12.8 Aster廃止（Wizard含む） AsterStudyを採用 2018 13.6 14.2 2019 9.3.0 14.4 Shaper等を採用（後述） 2020? 9.4.0? 14.X? 15.X? 3
5. 1.2 AsterStudy:グラフィカルコマンドモード Salome-Meca 2017から採用されたAsterStudyモジュール 図1 グラフィカルコマンドモード 4
6. 2 Salome-Meca 2019の新機能 2018バージョンではインターフェースを含めてほとんど変更がありませんでしたが、この 2019バージョンには、次の製品が統合されています*1。 • Salome 9.3.0; • Code_Aster stable 14.4; • AsterStudy; • Salome-Mecaプラグイン：CABRI; • code_asterトランスレータ; – メインメニューより、 「Tools」＞「Plugins」＞「code_aster」＞「syntax translator」 で起動 • astk. – メインメニューより、 「Tools」＞「Plugins」＞「code_aster」＞「Run astk」で起動*2 このアップデートには、Code_Aster、Salome、その新しいShaperモジュール、および新し い後処理ツールを備えたAsterStudyの多くの新機能（後述）が含まれています。 *1 https://www.code-aster.org/V2/spip.php?article1077 *2 Salome-Meca 2019のパッケージに同梱されていないのか追加インストールが必要でした。 5
7. 2.1 Shaperモジュール このバージョンのSALOMEでは、新しいCADモデリングモジュールShaperモジュールが導 入されています。 • Shaperは、強力なインタラクティブ性とPythonスクリプトを備えたCADツールです。 • Geometryモジュールは非推奨となり、SALOMEの将来のバージョンでは削除されます。 図2 Shaperモジュール 6
8. 2.2 Wizard（Add Stage with Assistant）の復活 • AsterStudyモジュールのメインメニューより、 Operations＞Add Stage with Assistant – Liner thermal analysis:線形熱解析 – Isotropic liner elasticity:等方性線形弾性 – Modal analysys:モーダル解析 – Thermo-mechanical analysis:熱-構造解析 – Contact analysis:接触解析 – Fracture mechanics:破壊力学 – Reinforced concrete beam:鉄 筋 コ ン ク リート梁 図3 Add Stage with Assistant 7
9. Wizard（Add Stage with Assistant）の出力例 後処理を行う「CALC_CHAMP」設定の追加が必要 Listing 1 Isotropic liner elasticity:等方性線形弾性 1 DEBUT(LANG='EN') 2 3 mesh = LIRE_MAILLAGE(FORMAT='MED', 4 UNITE=20) 5 6 model = AFFE_MODELE(AFFE=_F(MODELISATION=('3D', ), 7 PHENOMENE='MECANIQUE', 8 TOUT='OUI'), 9 MAILLAGE=mesh) 10 11 mater = DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=210000.0, 12 NU=0.3)) 13 14 materfl = AFFE_MATERIAU(AFFE=_F(MATER=(mater, ), 15 TOUT='OUI'), 16 MODELE=model) 17 18 mecabc = AFFE_CHAR_MECA(DDL_IMPO=_F(DX=0.0, 19 DY=0.0, 20 DZ=0.0, 8
10. 21 GROUP_MA=('fix', )), 22 MODELE=model) 23 24 mecach = AFFE_CHAR_MECA(MODELE=model, 25 PRES_REP=_F(GROUP_MA=('load', ), 26 PRES=1.0)) 27 28 result = MECA_STATIQUE(CHAM_MATER=materfl, 29 EXCIT=(_F(CHARGE=mecabc), 30 _F(CHARGE=mecach)), 31 MODELE=model) 32 33 IMPR_RESU(FORMAT='MED', 34 RESU=_F(RESULTAT=result), 35 UNITE=80) 36 37 FIN() 9
11. 2.3 解析概要をグラフィカルに表示 • 求解オペレータ上で右クリックし、 「Analysis Summary」 図4 解析概要のグラフィカル表示 10
12. 2.4 AsterStudy：高度なコマンドファイル編集用テキストモード 図5 テキストモード に切り替え 図6 カスタム組み込みエディタ（コマンド補完、シンタックスカ ラーリングなど） 11
13. • コマンドファイルはPythonスクリプトで す。 – ただし、code_aster コマンドだけに注 目すべきです。 • コマンドファイルは code_aster 固有のコ マンドのシーケンスで構成されています。 – 各コマンドはキーワードで構成され、 データを定義、割り当て、または入力と して使用します。 • ほとんどのコマンドは「コンセプト名」を 生成します。 – 等号（＝）の左側 – 1つのコマンドで生成された概念は、次 のコマンドの入力として使用することが できます。 • コマンドファイルにジオメトリの記述は含 まれません。 図7 コマンドファイル例 12
14. 2.5 OpenTURNSとの連携 • OpenTURNSとリンクして、”パラメトリック ”なスタディを定義し、OpenTURNSにエク スポートします • Code_Asterの公式YouTubeに「Easy-to-use uncertainty quantification thanks to AsterStudy and OpenTURNS」という動画があります。 図8 解析概要のグラフィカル表示 13
15. 2.6 計算のフォローアップ 図9 計算実行時のフォローアップ画面 14
16. 2.7 結果パネルでの後処理 AsterStudyモジュールに後処理用の新しい「Results」タブが追加されています。後処理を行 いたい結果を選択し右クリックで、 「Post-process」を選択します。 図10 「Post-process」の起動 15
17. Post-processが開き、次の画面になります。 「Results」タブがアクティブになります。 図11 「Post-process」画面 16
18. 3 Salome-Meca採用モジュールの変遷まとめ • Salome-Meca 2017よりデータ設定はAsterモジュールをAsterStudyモジュールに変更 • Salome-Meca 2019より – ジオメトリ定義にShaperモジュールを採用 – データ設定の解析コマンドファイル雛形作成にAsterStudy（Wizard）を追加 – 結果分析にAsterStudy（Post-process）を追加 ステップ 2016以前 2017-2018 2019 ジオメトリ定義 Geometry Geometry Geometry Shaper メッシュ生成 Mesh Mesh Mesh データ設定 解析コマンドフ ァイル雛形作成 Aster （Wizard） 対 応 モ ジ ュ ー ルなし AsterStudy （Wizard） 解析コマンドフ ァイル作成・編集 Aster（Eficas） AsterStudy AsterStudy 結果分析 ParaVis ParaVis ParaVis AsterStudy （Post-process） 17
19. 4 今後の活動 OpenCAE Users WikiにあるFS氏提供「Salome-Mecaの使用法」をSalome-Meca2019で No.10、11以外は実施し、github上でコマンドファイル、メッシュファイルを公開済み 区分 No. 解析内容 線形 1 単一材料の構造解析 2 特性が異なる複合材料の構造解析（節点を共有する、しない） 3 熱応力（線膨張係数が異なる材料で構成されたモデルが温度変化し たときに発生する応力） 4 熱流解析（熱流束を与えたときの温度分布） 非線形 5 接触解析（摩擦あり、摩擦なし） 6 弾塑性解析 7 接触と弾塑性解析 8 非線形の熱応力（はんだの塑性ひずみ） 動解析 9 モーダル解析（共振周波数、共振モード） 10 周波数応答（減衰あり、なし） 11 過渡応答（時刻例応答） 連成 12 熱-構造の連成解析 連携 13 熱解析の結果（温度分布）をファイルに出力し、その結果を読み込 んでの構造解析 18
20. • 操作方法をYouTube動画に公開 • 解説文書をQiitaに公開 – まとまった時点でLaTeXか、Re:VIEW Starterで文書化を行いたい 図12 YouTube 図13 Qiita 以上 19
21. 参考文献 [1] MK2氏. Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説,(accessed 2020-07-11). [2] EDF. Code_Aster News ”salome_meca 2019 under LGPL license is available for download”,(accessed 2020-07-11). [3] EDF. Code_Aster training ”Module 1/01-Presentation of code_aster and Salome-Meca”,(accessed 2020-07-11). [4] SimulEase. Code_Aster for Windows ”Salome-Meca 2019 for Windows”,(accessed 2020-07-11). [5] オープンCAE学会 資料翻訳委員会. Code_Aster training ”Module 1/01-overview”,(accessed 2020-07-11). [6] FS氏. OpenCAE Users Wiki ”SALOME-Mecaの使用法解説”,(accessed 2020-07-11). [7] 藤井成樹氏. オープンCAE学会 オープンCAEワークショップ2011 ”SalomeMecaによ る構造解析（線形・非線形）の紹介”,(accessed 2020-07-11). All content is licensed under an open-source, ’copyleft’ license: 表示 4.0 国際 (CC BY 4.0) 20