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Autodesk CFD解析のチップス

2024/04/14に公開

CFD

Autodesk

流速解析

idea

海洋ロボコンをやってた人です。
今回はCFD解析を試してみたので、その手順を備忘録として記載しておきます。

CFD解析による流速解析ができることを目標にしていますので、これらを学ぼうとされている方のお力になれれば幸いです。

以下箇条書きになりますが、何卒宜しくお願い致します。

1: 流速解析

以下をインプットとして、3DCADモデル（ロボットなど）の流速を解析することを目的とする。

・Autodesk Simulation Day 2015:Autodesk CFD解析テクニックメッシュおよびソルバー設定.pdf

2: CFDへモデルをインポート

対象となるモデルをxxx.stepファイルで保存しておく。

Autodesk CFDを開き、新規 > 新規デザインスタディよりモデルをインポート。

適切にインポートできない可能性があります！のようなWarnningダイアログボックスが表示された場合はスルーでOK。

インポート後、ジオメトリツールが開くので、以下を設定する。

・　開先角度が次より小さいエッジをマージ > max 15で値を選択してマージ

・　微小オブジェクト > 公差（max 0.004) > 削除

3: CFDのシナリオ設定

3.1: 解析領域の設定

解析領域のボックス名（ここではTunnel）に対して以下操作を行う。

・　右クリック > アウトラインを選択
・　編集 > プロパティ設定 > 種類：流体 / 名前：水

3.2: 固体の設定

解析対象の”未設定”モデルに対して、以下操作を行う。

編集 > プロパティ設定 > 種類：固体 / 名前：ABS

材料に応じて適宜変更する。

3.3: 境界条件の設定

解析領域の前後の面に以下を設定する。

・　境界条件 > 前面を選択 > 編集：境界条件を設定（種類：速度 1 m/s）

・　境界条件 > 後面を選択 > 編集：境界条件を設定（種類：圧力 0）

これは " ロボットを水流流入口の直前に設置し、流速を一定値、流出口を圧力値に設定して測定 " する手法と同様である。（Modeling of swimming posture dynamics for a beaver-like robot, Gang Chen, OE 279(2023) ）

Autodesk CFDを実行しようとするとクラウドジョブのコストに関するダイアログが表示される

3.4: メッシュ履歴の設定

メッシュ履歴を選択すると、上部ツールバーに自動サイズが表示されるので、メッシュサイズを調整する。

または編集で詳細を設定する。（任意）

4: 実行/結果確認

4.1: シミュレーションの実行

シミュレーションバーから実行をクリックし、以下を設定して解析を開始する

・　ソルバーコンピュータ：MyComputer
・　物理的特性：圧縮性流体

Output bar

メッシュに 247692 ノードと 1088919 要素が含まれています。
メッシュの品質チェックを実行しています...
メッシュを保存しています…
メッシュ生成が完了しました
モデルデータベースを更新しています。

--- 略---

198035 個の流体ノードに対し壁の距離を計算する
(1 + 2)秒で行われる壁の距離の計算。最大距離 = 25.7312
境界条件データ構造が完了し、保存されました
解析の初期化が完了しました
入力処理が完了しました
** 有限要素サマリーが続きます...
247692 合計節点、 198035 流体節点、 49657 固体節点
1088919 合計要素、 725923 流体要素、 362996 固体要素
1 入口　1 出口 0 未知

メッシュの要素の総数は 1088919 で、メッシュは流体要素と固体要素に分かれて記載されている。流体要素と固体要素を合計することで、総要素数を得ることができる。