1.はじめに

本チュートリアルでは、CADモデルとプリセット境界条件を利用したシミュレーション領域の設定について学びます。

題材は、GRABCADにて公開されている映画スターウォーズに出てくる様なポッドレーサーです。リンク切れ等でGRABCADからダウンロードできない場合は、こちらからでもSTLファイルをダウンロードすることも可能です。

本シミュレーション前に、『CAD(STL)モデルとその最適化』を参考に元々のSTLファイルから流体解析に不適切な部位を削除します。削除後(最適化後)のSTLは、以下からダウンロード可能な入力ファイル一式に含まれています。

ここで紹介するシミュレーション実行に必要な全ての入力ファイルは、以下からダウンロードできます。

また、本シミュレーションは、一般的なIntel COREi7搭載のノートパソコン上で、最大並列数(parallel)を用いて、1000ステップ5分程度の計算速度です。

2.計算対象・境界条件

境界条件の設定に、今回は上記の入力ファイル内のSTLファイルおよびプリセット境界条件を用います。『初めて使うFlowsquare+』を参考に、上記の入力ファイルを用い、本シミュレーションのプロジェクトを開始してください。

本シミュレーションに用いるプリセット境界条件を適用するには、本シミュレーションのプロジェクト名を決定後に現れる、『プリセット境界条件選択画面』において、流入—移動壁境界条件(Inflow-moving wall)を選択してください。

プリセット境界条件(流入—移動壁境界条件(Inflow-moving wall))の選択。
プリセット境界条件(流入—移動壁境界条件(Inflow-moving wall))の選択。

選択されたプリセット境界条件と今回用いるCADモデルから、以下のような計算領域が構築されます。『境界条件確認・CADモデル編集画面』で適宜STLファイルで指定されるCADモデルの位置などを調整することも可能です(今回の入力ファイルには適切な位置が予め設定されています)。

選択されたプリセット境界条件とCADモデルから構成される計算領域。
選択されたプリセット境界条件とCADモデルから構成される計算領域。

3.計算パラメータの設定

プリセット境界条件では青色流入境界を用いていますので、パラメータ設定として、青色境界条件における流速を指定する必要があります。一般的な計算パラメータの説明は、こちらをご覧ください。

  1. cmode

    0の流体解析モード(密度一定の液体、及び気体用)

  2. uinB

    青色で指定される流入境界のX方向速度は、20m/s.

  3. unitSTL, xOffstSTL, yOffstSTL, zOffstSTL, xRotSTL, yRotSTL, zRotSTL

    CAD (STL) モデルの単位・位置・方向パラメータは、STLモデル編集画面にて設定可能(今回は予め設定済みのため変更の必要なし)。

4.シミュレーション結果

シミュレーション実行後、解析モードを用いて、シミュレーション結果の様々な可視化を試してみましょう。もちろん、シミュレーション中に様々な可視化ツールを用いることも可能です。ツールの利用方法は、こちらをご覧ください。

XY断面における速度ベクトルと圧力分布。
XY断面における速度ベクトルと圧力分布。
ポッド・レーサー周りの非相関速度ベクトルと作用する圧力分布。
ポッド・レーサー周りの非相関速度ベクトルと作用する圧力分布。
ポッドレーサー後に生成される後縁渦のYZ断面内速度ベクトルによる可視化例。
ポッドレーサー後に生成される後縁渦のYZ断面内速度ベクトルによる可視化例。