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

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 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 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 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

※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 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

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 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 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 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 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

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 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 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 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 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 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 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

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matsubaraDaisuke

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