いきなりOpenFOAM (5)

任意形状の計算方法とFreeCADの利用

　続けて、同じsystemディレクトリ内のcontrolDictを開いてみます（図2）。ここには開始時刻や終了時刻が記載されています。

　続けて、０ディレクトリ内のUを開いてみます（図3）。これは、流速に関する規定で、図を見ると、inletには(10 0 0)と、X軸方向に10m/sの流速を与えていると想像できます。

　このように、例題を任意の形状で任意の境界条件に書き換えることはできそうです。しかしながら、一箇所でも間違いがあると計算できなかったり、計算したいものに近い例題が無かったり、いざ計算を始めようとすると、意外にハードルは高いです。

　最初に、モデルを作成あるいは形状データを準備します。次に、モデルを面要素に分解します。専用プリプロセッサに限らず、OpenFOAMでの形状認識は、条件毎にバラバラになった面を複数読み込んで、1つの空間を作る方法になります。読み込ませるファイルフォーマットはstlになります。
　作成したstlファイルを専用のプリプロセッサ（Xsim）へ読み込ませ、GUIに沿って必要な条件などを設定し、Xsimが作成した計算用のファイルをダウンロードします。ダウンロードしたファイルを例題と同様に実行すれば、任意形状・任意条件の計算をすることができます。

　次に、図6の赤い楕円で囲まれた部分をクリックして、Draftを選択します。FreeCADはワークベンチと呼ばれる機能ごとのグループに分かれていて、ワークベンチを切り替えることで、2次元作図やソリッド化やブーリアン演算を行います。Draftは2次元作図機能で、ソリッドを面要素に分解する機能はDraft内のツールバーにあります。
　ワークベンチをDraftに切替えたら、左のコンボビュー（モデルツリー）でモデルを選択し、図の青い丸で囲まれた下向き矢印のアイコンをクリックすると、モデルは面要素に分解されます。コンボビューを見ると、モデルが複数の要素になっていることがわかります。このダウングレードと呼ばれている下向き矢印のアイコンは、低位の要素に変換するもので、複数ソリッドのブーリアン演算結果は単体のソリッドに、また、単体のソリッドは面要素に分解されます。

　面要素に分解したら、境界条件ごとにファイルを選択し、メニューバーのFile→Exportから、拡張子はstlを選択して適当な名称で保存します。図のモデルでは、流入口に相当する部分と流出口に相当する部分、ダクト内表面に相当する部分の3つのstlファイルを保存しました。

　今回までで、専用プリプロセッサXSimに読み込ませる形状データの準備ができました。次回はXSimについて説明してゆきます。

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