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▊ 格子の可視化と品質チェック機能

表面格子と断面形状の表示

任意多面体のシュリンク表示

構造格子のインデックス指定による断面表示

任意多面体格子の断面形状

四面体格子のスキューネス分布

二次要素の形状関数のヤコビアン

  • 格子データファイルを読み込み、様々な表示方法で格子を可視化することができます。

  • 多くの評価方法による格子品質のチェック機能と、格子生成の状態を確認する表示機能を備えており、グラフィックス表示と統計量の出力によって格子の品質評価を行うことができます。


格子品質評価方法の例

ボリュームおよび面積

スキューネス

アスペクト比

隣接要素の体積比

境界面からの距離

境界面からの分割数

最小 / 最大格子幅

ヤコビアン (高次要素)

要素形状の種類



▊ 表面メッシュから四面体格子の生成



表面三角メッシュ(STLファイル等)

四面体ボリュームメッシュ

  • CADやCGソフトから出力されたSTL形式等の表面メッシュによる形状データから、四面体格子を生成することができます。

  • 元の表面メッシュの分割形状に依存せずに、特徴線を保持した計算格子を作ることができます。

  • 格子分割にあたり、目安となる要素数を指定するだけで、自動で格子サイズを計算します。

  • 曲率の大きい箇所や、ユーザ指定の任意の領域等にメッシュを集中させることも可能です。


▊ 非構造格子を構造格子へ変換


2次元の例

元の格子

 

変換後

3次元の例

元の格子

 

変換後

  • 四面体等で構成された非構造格子について、境界面となる六面(2次元では4辺)を設定することで、構造格子に変換することができます。

  • 壁面直交性、スキューネス、アスペクト比等が最適化された品質の高い構造格子が生成されます。


▊ パラメトリックな簡易形状格子生成機能



変更前

 

形状寸法と要素数を変更


直方体、円筒のサイズと位置を指定し、総セル数を500に指定

総セル数を5万に変更

円筒部分を切り抜き

円筒の直径、立板の数と厚みを変更

  • 直方体や円筒を好きな寸法と配置で組み合わせることで、オールヘキサメッシュを自動生成します。

  • 形状作成後に各パーツの寸法と位置を変更しても、直ちに格子に反映されます。

  • メッシュ全体の要素数を指定するだけで、格子幅が自動調節され、できる限りバランスの取れたメッシュを生成します。

  • ユーザの指定により、特定の領域や境界面に格子を集中させることも可能です。


▊ 2次元格子から3次元格子に変換


  • 平行押し出しあるいは回転により2次元格子を3次元格子に変換できます。

  • 回転軸を含む変換時には、中心部分のセル形状はプリズム形状に変換されます。


▊ 3次元格子から2次元格子に変換


  • 指定した境界面を2次元格子に変換します。


▊ 格子タイプの変換

四面体による粗大格子

 

四面体を細分化し、オールヘキサ格子に変換

  • 様々な格子タイプ間の変換機能を備えています。

  • 2次元での解析を3次元でも試したい場合や、その逆のケース、要素形状の変換、有限要素法での1次要素と2次要素の相互変換等を、全て既存の格子ベースで実現します。


▊ 格子の細分化

細分化前

 

細分化後


  • 任意の分割数を指定して格子の細分化を行うことができます。構造格子と非構造格子に対して細分化を適用可能で、任意多面体を除く全ての要素形状を分割することができます。

  • 細分化適用時のオプションとして、境界面の形状をスプライン曲面(NURBS)で再構成することにより、滑らかな形状の格子を作成することも可能です。

  • STL等の表面メッシュデータが用意できれば、境界面を表面メッシュにフィッティングすることによって、表面形状を回復する機能も備えています。

  • 任意多面体を含む全ての格子タイプについて、四面体による再分割を実行することで、格子を粗大化することも可能です。


▊ メッシュの粗大化


  • 特徴線を保持してメッシュを粗大化することができます。


▊ 境界層メッシュの追加・削除・修正



境界層の無い元の格子

 

プリズムレイヤーを付加

  • 既存の格子に対して、境界層の最小格子幅、分割数、成長率等を指定し、プリズムあるいはヘキサレイヤーを生成します。

  • 表面形状を変えずに、既に生成されている境界層メッシュを削除あるいは再分割することも可能です。

  • 境界層格子の付加、削除、分割数の変更、最小格子幅の修正等の境界層編集機能を備えています。。

  • 複雑な形状で、メッシャーによる境界層の生成が困難な場合でも、後から境界層を付加することができます。

  • 壁面最小格子幅に対するシミュレーション結果の依存性を見る場合にも、メッシャーに戻ることなく素早く格子を修正することが可能になります。


▊ 境界面の押し出し

元の格子

 

流入流出の境界面を延長

  • 流体解析等において、流入面や流出面等の延長距離が足りない場合に、境界面を指定するだけで、格子幅の連続性を考慮した付加領域を、境界面の押し出しにより生成することができます。

  • 流体シミュレーションにおいて、出口で逆流が起きていたり、入口部分の流れの発達が不十分な場合等で格子の修正が必要になった際に、格子ベースで手間なくメッシュを修正することができます。


▊ 境界面の分割とマージ

境界面の区別が無い格子

 

特徴線により境界面を区別した格子

  • フィーチャー角度を指定することで、境界面を特徴線によって分割することができます。また逆に、複数の境界面を一つにマージすることも可能です。

  • 使用する計算コードに応じて、境界面のID番号、境界名、境界タイプ等をQuickMeshで設定することもでき、計算コードでの設定の手間を削減することができます。


▊ 格子の部分削除

元の格子

領域を選択

選択外の領域を削除

  • 座標や、境界面からの距離等を指定することにより、メッシュの部分領域を選択し、選択した領域あるいは選択されてない領域の要素を削除することができます。

  • 部分領域での解析の実施、全体モデルを、対称面を設けた半裁モデルに変更する等の操作を、格子ベースで素早く行うことができます。


▊ 四面体ボリュームメッシュの最適化



  • 表面格子分割を変更せずに、領域内部の格子品質を向上させることができます。



▊ 格子データのコンバージョン


QuickMeshで扱える格子の種類

格子タイプ

次元

要素タイプ

構造格子

2D/3D

六面体 (シングルブロック、マルチブロック)

非構造格子

2D/3D

三角形、四辺形、四面体、プリズム、ピラミッド、六面体、任意多面体

高次精度要素

2D/3D

三角形 (6節点)、四辺形 (8節点)、四面体 (10節点)、六面体 (20節点および27節点)

表面メッシュ

3D

三角形、四辺形、任意多角形



対応ファイルフォーマット・計算コード一覧

流体解析用ソルバー

  • Fluent
  • OpenFOAM
  • STAR-CD
  • SU2

  • CFX
  • CRUNCH
  • LS-FLOW
  • CFD++*1

  • FaSTAR
  • CGNS
  • PLOT3D
  • CFDShip-Iowa*2

構造解析ソルバー

  • NASTRAN
  • ABAQUS

  • ANSYS
  • MARC

  • LS-DYNA
  • ADVENTURE

プリ・ポスト

  • Tecplot
  • VTK (ParaView)
  • Gambit

  • FieldView
  • AVS
  • Gmesh

  • EnSight
  • I-deas
  • Medit

ポリゴンメッシュ

  • STL
  • 3DS
  • DFX (3D Face)

  • OBJ
  • PLY
  • 3MF*1

  • GTS
  • OFF

CADデータ*3

  • IGES

  • STEP

  

*1 Version 1.9.17から対応

*2 Version 1.9.19から対応

*3 CADデータはインポートのみ (その他のフォーマットはインポートとエキスポートの両方に対応)

  • 多様な形式の格子ファイルフォーマットと計算コードの入出力ファイルに対応しています。

  • 異なるソルバー間、プリポストプログラム等を結びつけるコンバーターとして利用できます。

  • 様々な形状を持つ格子を取り扱うことが可能です。


▊ その他の機能

  • 計算格子の移動、複製、寸法の変更

  • 複数の格子を読み込み、接合部をマージするアセンブリ機能

  • ハイブリット格子、任意多面体格子を四面体格子に変換

  • 表面メッシュデータの法線ベクトル方向を自動で修復

  • 格子品質の統計量等のレポート機能

▊ 動作環境(マルチプラットフォーム)

  • Windows (Windows7以降 32bitおよび64bit)

  • Macintosh (MacOS X 10.8以降)

  • Linux (RHEL/CentOS 6以降, SUSE 12以降, Ubuntu 12以降, Mint 15以降)