最適化計算/パラメータスタディーと FreeCADの連携についての調査

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1. 最適化計算／パラメータスタディーと FreeCADの連携についての調査 2018/3/3 1 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄ 松原 ⼤輔 2018年3⽉3⽇ 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
2. 2 はじめに ・最適化とは？ 構造、⼨法、状態、⽅法、過程などを最も⽬的に良く 合致させること。 ・最適化の種類 a)パラメータ最適化：⼨法や物性を最適化 b)ノンパラメトリック最適化：形状や位相を最適化 2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄ ※引⽤ オープンCAE学会員 SH⽒ パラメータ⾃動最適化ツール DAKOTAの紹介
3. 3 オープンソースの最適化ソフト ・DAKOTA サンディア国⽴研究所で開発された． 最適化設計、感度解析、不確実性評価、較正の機能が 搭載されている． ・OpenMDAO NASAグレンリーチセンターで開発された． Pythonベースである． ノンパラメトリック対応？ 2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
4. 4 最適化ソフト＋CAE ソルバー モーフィング モデリング メッシング 最適化ソフト or OpenFOAM Calculix etc.. 計算結果 パラメータ 2018/3/3 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
5. ※OF+DAKOTAによる形状最適化の事例紹介 若嶋⽒ 5 オープンソースのCAE+最適化の現状 2018/3/3 流体解析では モデリングとメッシングにblockMeshを、⽤いた例が 公開されている(※)。 さらに複雑な形状や設計意図を⼊れたモデルを 最適化に使いたい。 FreeCADが有効かも 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
6. 6 FreeCADとは オープンソース(LGPLライセンス)の汎用3D-CADモデラー 非GUIによる操作も可能 2018/3/3 出典： https://ja.wikipedia.org /wiki /FreeCAD 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
7. 7 最適化ソフト＋CFD モデリング FreeCAD 最適化ソフト ソルバー OpenFOAM Calculix etc.. 計算結果 パラメータ 2018/3/3 メッシング cfMesh snappyHexMesh 今回はここ 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
8. 8 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 環境 OS: WINDOWS10 やりたいこと スクリプトからFreeCADのモデルのパラメータ⼨法を 指定し、STLデータを吐き出す FreeCAD 0.16 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
9. 9 FreeCADでスクリプトからモデリング ⽅法2 ある程度の形状をCADで作成しておき、 いくつかの⼨法をパラメータ化 スクリプトからパラメータを制御 →設計意図を反映できる◦ 2018/3/3 方法1 形状全てをスクリプトで作成 →複雑な形状に対応できないので、ボツ❌ 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
10. 10 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 プリミティブな形状でテスト(右図) データ構成 FreeCAD.py ←スクリプト test.FCStd ←CADデータ test1.stl ←width=1の出⼒結果 test2.stl ←width=10の出⼒結果 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
11. 11 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 Spreadsheetを追加 当座の寸法 セル→右クリック→プロパティ パラメータ寸法の追加 スケッチで指定するときの名前を記入 Desktop/test.FCstd 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
12. 12 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 丸い記号をクリック Lengthに対して Widthに対して Desktop/test.FCstd スケッチにて 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
13. 13 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 FREECADPATH =“C:¥¥Program Files¥¥FreeCAD 0.16¥bin” import sys Sys.path.append(FREECADPATH) import FreeCAD FreeCAD.open(u”C:/Users/**/Desktop/test.FCStd”) App.setActiveDocument(“test”) … Desktop/FreeCAD.py 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
14. 14 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 … App.ActiveDocument.Spreadsheet.set(‘width’,’1’) App.ActiveDocument.recompute() __objs__=[] __objs__.append(FreeCAD.getDocument(“test”).getObject(“Pad”) Import Mesh Mesh.export(__objes__,u”C:/Users/**/Desktop/test1.stl”) … Desktopにtest1.stlとして出力 width=1に変更 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
15. 15 FreeCADでスクリプトからモデリング 2018/3/3 … App.ActiveDocument.Spreadsheet.set(‘width’,’10’) App.ActiveDocument.recompute() __objs__.append(FreeCAD.getDocument(“test”).getObject(“Pad”) Mesh.export(__objes__,u”C:/Users/**/Desktop/test2.stl”) width=10に変更 Desktopにtest2.stlとして出力 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
16. 16 スクリプトの実行 2018/3/3 … Desktopからスクリプトを起動 C:¥Users¥**¥Desktop >”C:¥Program Files¥FreeCAD 0.16¥bin¥python” FreeCAD.py FreeCADのPython 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
17. 17 出力結果 2018/3/3 test1.stl (width=1) test2.stl (width=10) 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄
18. 18 まとめ 2018/3/3 ・FreeCADの非GUI操作から形状変更を行なった． ・全ての形状をスクリプトでつくるのではなく、 作成済のデータの一部をパラメータ寸法化することで、 複雑な形状に対応できる可能性を示した． ・ 今後は、最適化ソフトと連動させた例を紹介していきたい． 第64回 オープンCAE勉強会@関⻄