Customized FreeCAD for DEXCS

オープンCAEの世界では3D-CADとして定番のFreeCAD。この日本語解説本が出たので早速購入。
拙作DEXCS for OpenFOAM(R)の中でもFreeCADを使わせてもらっていますが、これまでは行きあたりばったりのカスタマイズ。本書を読んでカスタマイズの全般的な仕組みが判ってきたので、次期DEXCS2016では、もうちょっとスマートなカスタマイズ構想が芽生えてきました。

FreeCAD起動画面

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上図、右上赤枠部分がDEXCS用にカスタマイズしたメニューボタンです。

DEXCSで想定している解析シーンでは、3次元の形状モデル(3D-CADモデル)は、

  • 簡単なモデル(上図の2つの直方体ブロックなど)はFreeCAD上で作成
  • 上図のDexcsフォントモデルのような複雑なモデルは、ユーザーが使い慣れた3D-CADツールで作成し、STLまたはstep形式でエクスポートしたファイルをFreeCADにインポートする(step形式がベター)

としています。つまり、上図が典型的な形状モデルということになります。

DEXCS上でカスタマイズされたFreeCADでは、こうして作成された形状データに対して、下記の作業を支援出来るようにしています。

  • 解析用に面の区分け、名前付け(変更)を実施
  • メッシュ(cfMesh)作成用の設定ファイル(*.fms, meshDict)を自動作成

つまり、上図赤枠部のメニューボタンを使って、上記の作業が、以下のように簡単に出来てしまうということです。

 



 

面の分割

分割したいパーツ(windTunnel)を選択して、赤枠部の「ダウングレード」ボタンを押す。

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下図のように、6つのFaceに分割される。

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境界面の再構築

inlet, outlet は個別に名前変更。

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残りの4面をまとめて選択して、赤枠部「和集合作成」ボタンを押す。

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4つの面が一つのパーツ(fusion)になったので、この名前を変更し、見易くすべく色合いや透明度を変更して、下図のように解析モデルの完成です。

解析モデルの完成

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cfMesh用パラメタファイルの作成

赤枠部のボタンを押せば、一発で拙作のマクロが起動します(マクロの使い方はこちらを参照下さい)。

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ちなみにこれまでは、下図に示すように3アクション必要でした。

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マクロの名前なんて、、、説明するのも面倒でしたね^^;

 

また、面の区分けに使う「ダウングレード」や、再構築における「和集合作成」は、FreeCAD本来の機能で、これらを使うのにワークベンチを切り替えたりする必要があったのを1箇所のツールバーにまとめたというに過ぎません。それでもこうやって使えるようになってみると存外に便利なので・・・乞うご期待です。

 

ただ、やっぱりFreeCADはまだまだ開発途上のツールなんだな・・・と思わざる得ない面も多々ありますけどね。たとえば、、、

スタートアップ画面の問題

FreeCADには様々なワークベンチがあって、その機能をほとんど使えるのがCompleteワークベンチなのですが、正直ボタンがいっぱい有り過ぎてウザイ。またレイアウトが美しくない。

DEXCS用のカスタマイズでは、これまで下図のようなStartワークベンチにしていましたが、これにすると、、、

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右上赤枠部のツールボタンの中で、「ダウングレード」ボタンが表示されなくなってしまいます。

実は、この後で、Completeなり、Draftワークベンチに切り替えて、再度Startワークベンチに切り替えると、、、

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となるんですが、これじゃあねぇ・・・

FEMワークベンチ(応力解析機能)

これはFreeCADの日本語解説本を読んで初めて知ったんですが、Calculixという「FEMソルバー」が搭載されているとか。

この検証もやってみましたが、何かと挙動がおかしかったですねぇ。これに関してはまた別レポートします。

 



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