無料で使えて手軽な流体シミュレーション・ソフトウェア
ポッドレーサー周りの流体解析
2021R2.0以降において、プリセット境界条件が廃止されたので、境界条件設定にbcXY0.bmpを追加しています。1.はじめに
本チュートリアルでは、CADモデルとペイント画像により構築される境界条件を考慮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。
入力ファイル
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。
『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。
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ファイルおよびビットマップ画像(bcXY0.bmp)を用います。ビットマップ画像は以下の図の通りで、プリセット青色で流入条件のみ指定されています。
上記ビットマップ画像と今回用いる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)。パラメータリストにSTLに関するパラメータが含まれていれば、『境界条件確認・CADモデル編集画面』においてSTLモデルの位置や角度を変更した場合、これらの情報は次回のシミュレーションや分析に向けて保存されます。
3.計算パラメータの設定
青色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など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。
- cmode
0の流体解析モード(密度一定の液体、及び気体用)
- uinB
青色で指定される流入境界のX方向速度は、20m/s.
- 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。