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有限会社熱解析創研  【何でも可変化】 カスタマイズで技術計算用可変メッシュ自動生成 MaProMesh

 E-mail: info-x@(小文字)netukaiseki.co.jp  モデリングにおける堅実・確実・安定・緻密・高可変 を実現させます

 

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電卓感覚、 表形式入力でパラメトリックモデリング  最高効率のCAEを実施  MaProMesh トップページ です

 

 【1】 MaProMeshトップページ

【2】 コンセプト/操作概要

【3】 無償版です

【4】 MaProMesh使い方

【5】 OpenFoam

6】 導入手順

 【7】 専用システム構築の勧め

 【8】メッシュと1次2次要素

【9】メッシュ依存の原因

 

 

★ 2016/12/8 OpenFoam VTK ファイル ポストデータ読込可視化対応実施しました

 

★ 2016/12/1 OpenFoam PolyMesh Ascii ファイル 読込可視化対応実施しました。

 

★ 2016/11/21 StarCD-Ver3 I-DEAS Universal ファイル 読込可視対応実施しました。

 

★ 2016/9/1 MARC入力ファイルを読めない場合があり、修正を実施。

 

★ 2016/8/1 定型処理機能の拡張、安定化のための改良を実施。

 

★ 2016/6/30 磁場解析ソフトELF読込み機能追加など実施しました。

 

 ★ 2016/6/10 旧データが読めない問題発覚。bConverged 2.6〜2.10.002 まで対応に修正。

 

★ 2016/1/25 デモ判で、計算可能規模の制限を拡大。パラメータ数制限の拡大を実施しました。

 

★ 2015/8/11 パラメータ上限8に変更。細かい不具合修正。サンプルスクリプト改良等実施しました。

  

  

設計活用できる数値解析  その鍵は 電卓感覚・専用ツール・可変ベストメッシュ です。

 

 

 

 

 

  CAEで主流の四面体(テトラ)要素には罠があり、自動メッシュは実は厄介な技術です。テトラ要素=性質上、並べる事ができません。

 

 

三角は、直線・直角・円・円弧と相性悪く、パイプ・軸・溝・層・隙間・埋込・貫通構造 うまく形成できない罠があります

 

又、四角系の要素と違い、三角系統要素は並べる事ができません  解析用途次第で、致命的となります

 

 

六面体は、 僅かな段差・積層構造・円・直角などに、良好に対応できます。 その一方で

 

テトラ要素は、3方向に長さの均等性が必須 直線的に並べる事が困難 意外に厄介です。

 

CAEは、軸に沿った物理量の差の計算 (∂x-∂y-∂z)良好な偏微分を如何に行うかが成否ポイントになります。

 

積分点や構成点が少ない ⇒ メッシュ変動大  誤差を招きます

 

 

 構成点が少ない

 領域がオーバーラップ 互いに食い込んでしまう

 直角や直線に不適

 例えば、90度を、三角2個で形成か? 1個なのか? 定まらず不安定

 何かと変動大

 コンター図が不安定

 形状関数が変動    一節点が共有する要素数が変動 

  

 要素系 ⇒ 節点系 補間処理が変動

 

 

要素系⇒節点系 補間処理のばらつき大     三角系統要素は、細かいメッシュでも、コンター図が乱れがちです

 

逆に、 六面体・四辺形等 アイソパラメトリック要素は、直線・直角基調への適応性に優れ、解もメッシュも安定的です

 

 

HEXA要素を有効利用 ・大規模やアセンブリに強い・可変化が実現  スクリプトには多くのメリットがあります

 

 

 

MaProMeshはCADを用いず、スクリプトでメッシュ生成を行うモデラーです。以下の特徴があります。

 多目的可変メッシュ

 メッシュサイズ・形が多彩に可変   自在な比較解析が実現します。

数値表から解析

 長さ・個数・条件等の明白値を元に、皆が 同一結果を得る システム構築が可能。

アセンブリ対応

 カップリング・面共有・剛性要素設置など、自動化&可変性維持を実現します。

簡略化せず解析

 パーツ別に別個にモデリング&アセンブリ、緻密な巨大モデルが作成可能です

専用解析ソフト

 従来概念を打破る広可変。 解析者技量に依存しない設計ツールとなります。

 超高精度

 特に、 精密機器 精密加工の評価は 適合格子でのみ可能です 

 そうでない場合も 設計優劣比較などで、高精度は何かと不可欠です

仮定は入力しない

 仮定を、人が設定すると、設計CAEはうまくいきません。  

鍵はスクリプト

 コスト低減・高速・堅実・高精度化・ノウハウ共有 スクリプトは二兎三兎追えます

偏微分を解く

 XYZ 軸に沿った(平行な)方向の微分量 = 偏微分 = メッシュ依存・低精度の元  

   解決策は、良いメッシュを使う事です

 多層・積層・段差

 貫通 (線)接触

 薄い層や貫通構造のモデル化は、従来手法は大変苦手です

 スクリプトならば、一方側のメッシュから、他方側をコピー作製。 逆に得意です

 

 

FEMは高度な設計探索ツール。  なのにCAE担当者の評価が低い。   理由があります。

 

 専門的設定作業がやたら多い。 これでは生産性・確実性・精度向上が実現しません。 

自動解析ツール作込が 確実・速攻・高精度をもたらします。  解を多数参照すれば本質が見えます。

 

 

 

 

簡素な入力から自動処理。 これなら電卓感覚。  作業からの決別が、高評価・使えるCAE への道です。

 

スクリプト で

カスタマイズ

  スクリプトでカスタマイズされたMaProMeshにて、開発初期からCAE実施。

 【 解析者はスクリプト(マクロコマンド)を意識する必要ありません 】 

 電卓同様の

 ツールに

 簡素な数値入力で、電卓感覚で解析実施できる。 そして高精度。

 そんな環境を構築します。MaProMeshはメッシャー兼その開発環境です。

フロント

ローディング

 『製品を出すか 出さないか?』 それすら決まってない段階での性能評価が理想

 フロントローディングとも呼ばれますが 企画段階での詳細CAEが可能です

 

 

(実は非常に厄介な) 力学構造計算に対応

 

強度解析

耐久解析

 力学構造計算は最高難易度。 手作業では殆ど合いません。 静止構造物も動くので

 固定部は注意が必要です。 より良い計算には、モデル化・諸設定自動化が有効です

アセンブリ

 壊れているのは部品Aだが、問題は隣のB部品、或は別のC部品にある。

 とかく複雑な要因が関わるのが力学構造問題です。  MaProMeshは、

 部品接合部の自動設定や形状可変性を両立させ、解析効率を高めます。

構造計算は

最高難易度

です

 多くの場合、構造物性能を左右するのは接合部。 接合部は、固着とせず、

 バネ体設置など 細部が重要です。 変位ゼロ拘束は、現実乖離の元で、注意が必須

 また、応力は編微分で求めます。 写像変換の良好なメッシュが望まれます。

仮定と現実

 近似だから・・ そこに罠があります。 仮定ミスを起こしやすいのが構造計算です。

  節点ゼロ変位拘束 すべり条件 節点荷重 単品解析 剛体仮定  これら近似簡略に

 落とし穴があり 現実乖離を招く元となります。 

データ収拾

データ分析

 MaProMeshは、条件設定の自動化 モデリング・解析時間の最小化、などを実現

 結果分析重視 の解析環境を提供し、構造計算の効率を飛躍的に高めます。

 

伝熱解析・熱伝導解析の境界条件設定に対応

 

条件設定

 「モデル作製できれば何とかなる」 いう話は 伝熱解析には全くあてはまりません。

 境界条件設定が、大きな問題となります。

伝熱境界

条件設定

 要素番号を追いかけ、設定できるモデリング方は、極めて有効です。

 自動メッシュでは、座標域から大雑把な設定 または マウスでのハンド設定となります

 

 

 

個人スキル依存。 実は使えない数値解析  使える技術に転換させるにはパッケージ化が必須です

 

 

個人技量に依存する

技術は使えない

 数値解析は、モデル化や条件設定が個人技に依存。 解品質が計算者次第

 で変動 するという、定量評価技術として致命的な欠陥 を抱えています。

パッケージ化

【 電卓感覚 】

 1)設計分野にて、妥当な解析を、誰もが確実かつ簡素に実施できる環境

 2)間違い入力に対するエラー実装  などが実務展開に必須です

 

 

設計CAEの多くは

使えません

 設計/実測/市場調査/認可申請/生産指導/購買折衝/後進育成/海外業務/異動  

 設計者は多忙。 ゆえに設計者CAEは大半使えません。   【使えるのは暇人のみ】

ミス排除

警告

 人はミスをします。  特に設計CAEはその確率が高くなります。

 設計CAEではミス防止策の実装が必須です。

 

 

低コスト堅実CAEに必要なもの。  スキル不要 ・ 条件設定なし  を実現するパッケージ術です。

 

誰にでも出来る

堅実なCAEが

ポイントです

 日本の製造業は、 平易な作業を堅実に行う、その地道な集積で、高品質を

 作り込んでいます。 既存CAEは、高度な専門家向けのコンセプト。

 組織共有ツールにならず、ミス防止策などに欠けるなど、弊害が多々あります。

 プロが使っても◎

 大規模計算など、手作業で手に負えない高度なCAEに、作業自動化は不可欠です。

 

 

多層構造/各種素材/アセンブリ品などが得意  伝熱解析で求められる表面区分けも得意です。

 

 

計算画面: ボタン一押しで(8個まで)バッチ計算可能。 ソルバーを意識する必要はありません。

 

 

 

結果処理: パラメータは全工程で参照可能です。 技術継承・ミス排除を促進します。

 

 

 

設定ミスの排除: 不適切入力時に警告表示が可能です。 またモデル構築処理の停止も可能です。 

 

PD-Magic: MaProMesh派生ソフトです。スクリプト3個で単機能・2回路・最新パイプレス 給湯フィンチューブ型熱交換器に対応します。

 

 

PD-Magicは、計算部で、Calculixを利用する事も可能。 CALCULIXシェル要素は2次要素。分布は鮮明になる傾向です。

緻密なモデルを作る   フロントエンドは簡単操作とする   ツールを作り込む

 

特に構造系は

緻密さが

求められます

 実機で起こる現象は、背後に複雑な要因が多数絡みます。

 コンピュータで正しく現象を把握するには、緻密なモデル化等が必須です。   が、

 誤った簡略化や、(苦闘の末の)雑なモデルにて、エンドユーザ解析実現という

 勘違いケースが、力学計算分野において、あまりに多過ぎる  現実があります。

特化

パッケージ化

 特化パッケージ化は、確実・簡素・高精度・高速 を成立させる、唯一の方法です。

 熱解析創研は、特化パッケージ化による飛躍的な解析効率向上を支援します。

 

 

節点・要素・境界条件・諸設定 スクリプトで任意フォーマット出力可能  あらゆる汎用FEMソフトに対応可能です

 

 流体解析

 

OPENFOAM

 昨今の、Windowsベース版登場に合わせ、対応作業中です

 メッシュは、AsciiでPOLYMESH直接読み可視処理可能。

 結果は、VTK形式を読み込みます。

磁場解析

 

積分法と連動

 MapPromeshは、磁場・流体ともに空間メッシュ構築は不得意です。

 空間メッシュ不要な、積分法のモデル構築に大変向いており

 解析実績があります。ポストも対応済み。(ELF)

 形状可変や評価面の抽出などが、簡単便利になります。

Autodesk-NASTRAN

 旧NEi-NASTRANを、Autodesk社が買収。トップブランドを得て、

 低価格は継続。嬉しい技術者は多いかも知れません。境界条件

 シェjル(QUAD)応力出力等、多々あるNastran流の独特さは、

 バルクデータ互換等、別面では分野標準でもあります。 

 大規模に強いソフトで、省メモリーかつ高速にこなします。

ABAQUS

 ABAQUSは ハイエンドのFEMソフトです。    非線形に強く、総合力で、

 ハイエンドトップの地位を確立しています。 (プリポスト)ABAQUS-CAE 

 と 計算ソルバーの2構成。MaProMeshと連動できます。 最近、教育用

 1000節点上限 有限要素法 ABAQUS Student Edition付 が注目です。

MARC

 MSC社のMARCは、非線形に強いFEMソフトとして実績があります。

 ABAQUS同様、構成式操作が可能。 早い時期から非線形に対応、

 老舗メーカーで、多く利用されています。

 モデラーのMentatは、FEMの基本に忠実。一定の利用者層がいます。

ANSYS

 ANSYSは最も成功しているNASDAQ上場CAE企業です。最大の特徴は

 傑出したカスタマイズ言語APDLです。機能部品にも向いており、

 医療・自動車など、活用が広がっております。  モデラー&ソルバー

 双方を、同一人物が手がけたのは、知る限りANSYS開発者のみです

Calculix

 Windows利用可 非線形・振動もカバー。 開発者 Guide Dhondtによる

 期待が持てる構造GPLソフトです。 シェルが2次要素で変則ですが、

 それ以外は無難な構成。 (MaProMeshは自動変換対応)。 2.8以降

 大規模対応。最近、bConvergedより有志筋のWindows版が活況です。

FrontISTR

 FrontISTRは、東京大学生産技術研究所 革新的シミュレーション

 研究センターにて開発、(非GPL)オープンソース構造計算ソフトです。  

 その入力データ .Msh は、スクリプトで作成可能  解析制御ファイル

 hecmw_ctrl.dat 自動生成。  スタートボタン一発で計算です

  二次テトラ要素 節点5以降の並びが変則 注意かも知れません

その他

スクリプトで

入力ファイルを 簡単出力

 (入力データがFEM形式) あらゆるソフトに、オプションなしで対応可能

 スクリプトでフォーマット付書式出力 各種計算ソフト対応を実施します

 (一部で連動不可能なソフトもあり、問合せ願います)

変換コンバータとして

 NASTRANやMARCのデータを読み、

 CalculixやFrontISTR等への出力も可能です。OpenFoamも可能です。

 

 

プリ⇒ポスト 直結環境は、NISASOFT  NENastran  ABAQUS MARC にて可能 です。 

 

 

その他

 パラメトリック機能は、多くのCAEソフトが持っております。     MaProMeshは

 ・容易なカスタマイズ ・超高可変 ・高品質メッシュ構築&パターン維持 ・複雑形状対応

 ・高操作/高レスポンス ・エラー排除機能 ・材料区分/属性設定/条件設定まで自動化

  を実現。 少ない命令を組合わせ 多彩な処理が可能です。 CAEに革新をもたらします。

 

  

本ページは、 可変化を実現する FEMモデラー  MaProMesh トップページ です

  

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6】 導入手順

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 【8】メッシュと1次2次要素

【9】メッシュ依存の原因

 

 

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