Open Source CFD メモ帳 https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/ Open Source CFDの使い方に関するコツをメモ帳形式でまとめたものです。 Open Source CFD実施時に前処理（プリ）、ソルバー、後処理ポストについてそれぞれSALOME、OpenFOAM、Paraviewを利用しています。 Sun, 16 Mar 2014 14:52:09 GMT ja © Ninja Tools Inc. 2014年3月16日　レタスの水耕栽培を始めた
今日、資材を購入し、水耕栽培のシステムを実作してみた。棚、ポンプ、配管、容器などを購入し、１万円程度で作る事ができました。これは出来上がったシステムの写真。



そして、苗の育成もスポンジを使って始めた。芽が出るといいな。



3月22日の写真ですが、約5日間経過したら、立派な芽が出ました。

これから約４週間経ちましたが、苗が細くて立てられなくなっています。風がないから、そもそも茎を太くするする必要がない？あるいは肥料のバランスが良くない？ちなみに、大塚の水耕用肥料を使用していますが。

ゴールデンウィーク中、管理不能で、全滅と言う結果で幕を閉じた。



]]> 家庭室内野菜栽培 https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E5%AE%B6%E5%BA%AD%E5%AE%A4%E5%86%85%E9%87%8E%E8%8F%9C%E6%A0%BD%E5%9F%B9/2014%E5%B9%B43%E6%9C%8816%E6%97%A5%E3%80%80%E3%83%AC%E3%82%BF%E3%82%B9%E3%81%AE%E6%B0%B4%E8%80%95%E6%A0%BD%E5%9F%B9%E3%82%92%E5%A7%8B%E3%82%81%E3%81%9F Sun, 16 Mar 2014 14:52:09 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/19 SALOMEメッシュ作成の一般的手順 目的
　SALOMEを用いてメッシュ作成する際の一般的な手順を説明します。ここで説明した手順では極一般的なものであり、対象形状より必ずしもこの手順を守らなくでよいです。また、ここで作成するメッシュはOpenFOAM用と想定しているため、必ず３次元となります。


一般的なメッシュ作成手順概要

　1. 形状作成

　Geometry Moduleを使って、形状作成を行います。
　基本的に点（vertex）→線（edge）→面（face）→体（solid）の順に形状を作成していきますが、形状によって直接途中の段階から体を作成しても構わないです。例えば、直接長さ・幅・高さを指定して立方体を作成することでもよいです。また、複数の体からロジック演算ツール（fuse、cutなど）あるいは複合（compound）を使って新たの体を作成する事もできます。

　2. 境界を定義

　体を作成終わったら、今度メッシュの境界条件となる境界面をあらかじめ定義しておいた方がよいです。方法としては体から面のフループを作成すればいいと思います。

　3. ブロック分割

　テトラメッシュでは必要ないが、ヘクサメッシュを作成する場合、体に対してブロック分けをしなけれメッシュ分割できないため、体を面を使って多数の六面体に分ける必要があります。結構面倒な作業と思いますが、いい解析結果を得るにはこのようにヘクサメッシュを作成しなければならないです。

　4. メッシュ作成ルールの定義

　形状作成終了後に、Mesh Moduleを使ってメッシュ作成を行います。
　メッシュ作成には、まずどのようなルール（アルゴリズム）でメッシュを生成するかを指定しなければなりません。基本的にテトラとヘクサの２種類のメッシュを作成します。ヘクサでは（i,j,k）形式で指定すればいいですが、テトラでは幾つかのアルゴリズムが存在するが、「Netgen」のみフリーに使えます。

　5. メッシュ生成

　ルールを定義したら、今度メッシュを計算し（compute）生成します。

　6. 境界の指定

 　メッシュ生成後、上記２で作成した境界面を使ってメッシュの境界条件を定義します。

　7. メッシュのエクスポート

　最後に、「*.unv」形式でメッシュをエクスポートします。

以上です。
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　共役熱伝達（CHT：流体領域と固体領域間の熱伝達を計算する）解析の場合、流体と固体領域が共存しており、ここではこのような多数の領域（Multi-Region）が存在する際のメッシュ作成方法を説明します。

メッシュ作成

　例えば、ここでは「solid」と「fluid」と言う２つの領域（Region）からなるケースを考えましょう。以下に基本的なメッシュ作成・OpenFOAMへの導入手順を示します。

　1. 領域「solid」の形状を作成する
　2. 作成した領域「solid」の形状に対してメッシュ作成を行う
　3. メッシュ作成後に「*.unv」でエクポートする（例えば、solid.unv）
　4. 仮にOpenFOAMのケースフォルダ（例えば、「meshConvert」と言うフォルダ）を作成する（OpenFOAMのチュートリアルのicoFoamのCavityケースをコピーすればよいでしょう）
　5. 「ideasunvToFoam」OpenFOAMメッシュ変換コマンドを使って、メッシュを変換し、OpenFOAMに読み込む。そうすると、ケースフォルダにある「constant/polymesh」フォルダにメッシュ情報が保存される
　6.  OpenFOAMチュートリアルからCHT解析ケースからコピーすることより、新規CHT解析ケースフォルダ（例えば、「newCHT」と言うフォルダ）を作成する。また、作成したケースに対して必要に応じて領域数の増減や領域名の変更などを適宜に行ってください。例えば、ここでは「solid」と言う領域を作成する必要がある。
　7. 上記手順５でメッシュ情報を保存生成した「meshConvert/constant/polymesh」フォルダを使って「newCHT/constant/polymesh」フォルダを置き換える。
　以上では、領域「solid」のメッシュは新規作成したCHT解析用のOpenFOAMケースに読まれることになります。
　同様に上記手順の１〜７に従って、領域「fluid」のメッシュを作成し、新規CHT解析ケースに読み込みます。
　さらに、領域間の境界条件（インターフェース）をOpenFOAM側で定義すれば、作業完了となります。

　注１：CHT解析の領域間境界「mappedWall」を使っているため、上記手順２で作成したメッシュのタイプは領域毎で異なるタイプやメッシュ数でも構いません、ちゃんと計算できます。
　注２：CHT解析の領域間境界「mappedWall」を使っているため、境界のタイプは場合によって「boundary」を編集し、「patch」から「wall」に換える必要があります。

以上です。
　
]]> 前処理（プリ）：SALOME https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E5%89%8D%E5%87%A6%E7%90%86%EF%BC%88%E3%83%97%E3%83%AA%EF%BC%89%EF%BC%9Asalome/multi-region%E3%82%92%E5%90%AB%E3%82%80%E3%83%A1%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%81%AE%E4%BD%9C%E6%88%90%E6%96%B9%E6%B3%95 Sat, 08 Mar 2014 05:53:03 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/6 統合的非圧縮性ソルバーの紹介（基本機能編） 目的 　私がよく実施するCFDでは、多くの場合は多数の相が含まれており、反応・相変化・化学種（成分）の物質移動現象もしばしば有しています。従って、既存のOpenFOAMソルバーでは対応できないあるいか最初対応てきるが解析の複雑さの進展につれて対応できなくなるのはほとんどです。また、それぞれの既存ソルバーは使っているケースファイルの形式もまちまちであり、ソルバー換えるたびに、条件の設定し直しも必要となるます。これらの理由で、OpenFOAMを様々の場面で自由に使えるのは難しいと実感しています。統合的なソルバーが必要と考えました。

目的統合的非圧縮性ソルバーの開発

　以上の課題を解決するため、私は2011年から約２年をかけて、非圧縮性流れを対象に統合的なソルバーを作成しました。このソルバーを「ChASNp2Foam」と名付けました。ChASNp2Foamでは、非圧縮流体（厳密に言えば、弱圧縮性も対応可能）の殆どの現象を解くことができます。
　下表にChASNp2Foamの機能と商業汎用ソフトFluentとの比較を示します。

表１ ChASNp2FoamとFluentとの機能比較

　圧縮性の扱い・DPM法を除き、ChASNp2FoamはFluentとほぼ同じ機能を持っていることが確認できます。従って、このソルバーでは主に以下の現象を解析することできると考えます。
  • 　単相流動解析（管内流れ、ガス拡散、温度拡散など）
  • 　気泡塔（反応・ガス吸収を含む、固気液三相も可能）
  • 　流動層
  • 　撹拌槽（ガス溶解）
  • 　津波、スロッシング、気液分離装置
  • 　CHT（固体と流体間の共役熱伝達）
　また、Fluentではできない多流体モデル（MFM：Multi-Fluid Method）とVOF法（Volume of Fraction）をハイブリッドさせることで、多相流ではよく見られる小気泡から構成される小スケール気液界面と大気泡や液面などの大スケール気液界面を同時捕らえることができます。このハイブリッド手法は神戸大学の冨山教授（１）が提案したものであり、Np2モデルと名付けられています。従って、この新たに開発したソルバーを「ChASNp2Foam」と言う名前にしました。
　図１にChASNp2Foam解析結果の一例を示します。ChASNp2FoamのHybrid手法による解析では、小さい気泡が大きい気泡との合体・乱れによって大気泡が分裂し小気泡になるなどの現象が見られます。また、他の解析例は参考文献（２）、（３）にも記載してあります。
図１ ChASNp2Foam解析例（Hybrid手法を用いた気泡流解析）

　より多くの問題に対応できるように、現在もソルバーの拡張をし続けています。主な開発項目はDPM、FSI、および輻射となります。なお、圧縮性流体は専門外なので、恐らくは自分から開発しないと考えています。
　但し、ChASNp2Foamは多数の問題が解けるようになったが、その反面ケースファイルはかなり複雑になり、初心者では使いにくい状態となっています。従って、現在SALOMEをベースにGUIを作成する予定も立っています。

参考文献

（１）島田、冨山ら, 化学反応・ガス吸収・熱輸送を伴う気泡塔内気泡流の数値解法, 化学工学論文集, 第31巻, 第6号, pp.377-387(2005).
（２）Z.ZHANG, M. MAEKAWA, Implementation of an Euler Multiphase Solver Based on OpenFOAM® for Bubble Column Reactor Design, Open Source CFD International Conference 2012, London, UK.
（３）M. MAEKAWA, Z.ZHANG, Hybrid Multiphase Solver Based on OpenFOAM® for Bubble Column Reactor Design, Open Source CFD International Conference 2013, Hamburg, German.

以上です。
]]> ソルバー：OpenFOAM https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%9Aopenfoam/%E7%B5%B1%E5%90%88%E7%9A%84%E9%9D%9E%E5%9C%A7%E7%B8%AE%E6%80%A7%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%E3%81%AE%E7%B4%B9%E4%BB%8B%EF%BC%88%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%A9%9F%E8%83%BD%E7%B7%A8%EF%BC%89 Sat, 08 Mar 2014 03:27:58 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/12 SALOMEの基本操作（GUI編） 目的
　SALOMEの基本操作（GUI部分）の一部について説明します。基本的なGUI操作はSALOMEのヘルプ（「Help」→「GUI Module」→「User Guide」）に詳細に書いているので、そちらに参照すべきです。ここでは幾つか覚えておきたい点について説明することに限ります。

SALOMEのシステム構成

　SALOMEは統合的CAEシステムを目的に設計されたプラットフォームであるため、「カーネルと基本GUI」＋複数の「モジュール」から構成されます。「カーネルと基本GUI」はSALOMEのベースとなり、各「モジュール」は特定な機能を持つツールボックス見たいなものであり、特にメッシュ作成に必要のは「Geometry Module」と「Mesh Module」の２つがあります。

SALOMEの画面構成

　図１に示すように、SALOMEのGUI（画面）は主に「メニューバー」、「ツールバー」、「オブジェクトブラウザ」、「ビューワー」、および「Pythonコンソール」から構成されています。
　「メニューバー」の項目と「ツールバー」のアイコンをクリックすることで、色々な機能を呼び出すことができます。
　「オブジェクトブラウザ」には作成した項目（パーツ）を表示されます。
　「ビューワー」に使用中のモジュールに応じて、グラフィックで対象を表示することができます。例えば、「Geometry Module」の場合「OCC Viewer」が表示され、３次元モデルの形状の表示ができます。
　「Pythonコンソール」では、Python言語を使ってTUIベースで操作を行いことができます。
図１　SALOMEのGUI

ビューワーのマウス操作

　マウスを用いた操作は通常のソフトと殆ど変わらず、「クリック」や「右クリックによるショートカットメニュー表示」などが普通にできます。但し、ビューワー内における対象の操作では以下のマウス操作が可能です。
  • 対象を回転させる：Ctrl + 右ボタン+マウス移動
  • 対象を移動させる：Ctrl + 中央ボタン+マウス移動
  • 対象を伸縮させる：Ctrl + 左ボタン+マウス移動、あるいは中央ボタンのスクロール

Pythonの書き出しと読み込み

　SALOMEで行われた作業内容はPythonスクリプトとして書き出すことができ、これによって一連の作業内容をファイルに記録することができます。また、書き出したPythonスクリプト（自分の手を加えたものも）を読み込むこともできる、スクリプトを読み込むことより以前の作業内容が自動的に実行されるので、非常便利な機能と思います。
  • 書き出し：「File」→「Dump Study」をクリックする
  • 読み込み：「File」→「Load Script」をクッックする

環境設定

　SALOMEの作業環境をよりしやすくする環境設定機能があります。「File」→「Preference」をクリックすると、環境設定画面が表示されます。ここでは、基本的な設定、ビューワーの表示方法（色、線、面など）、生成する最大メッシュ数の制限などが設定できます。

単位系設定

　メニューバーの「File」→「Propeties」から形状作成に使われる単位系の設定ができます。

ヘルプ

　SALOMEの操作について、より詳細な情報が必要な際、メニューバーの「Help」を見るのは一番です。色んな有用な情報が入っていますが、英語なので少し苦労します。

以上です。
]]> 前処理（プリ）：SALOME https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E5%89%8D%E5%87%A6%E7%90%86%EF%BC%88%E3%83%97%E3%83%AA%EF%BC%89%EF%BC%9Asalome/salome%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%93%8D%E4%BD%9C%EF%BC%88gui%E7%B7%A8%EF%BC%89 Sat, 08 Mar 2014 02:16:47 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/17 OpenFOAMソルバー開発に必要な準備作業 目的
　「OpenFOAMソルバー開発に必要な知識」に続き、OpenFOAMソルバー開発に必要な準備作業について説明します。

必要な準備作業

　１）開発環境の構築

　OpenFOAMのソルバー開発にソースコードの編集・コンパイル・デバッグは不可欠です。本来OpenFOAMはC++で書かれたため、一般的なLinux用のC++のSDK（例えば、Eclipse CDT）を使えば簡単にできると思ったが、以外と面倒です。従って、私は以下の組み合わせでソルバー開発を行っています。（もっといい方法があると思いますが）
  • ソースコード編集
　ソースコード編集に任意のエディタでもよいが、多数のフォルダとファイルから構成されるソルバーのソースコードをより管理しやすくするため、やはりSDKを使う必要があります。私は、「Eclipse CDT」を使います。開発元のサイト（https://www.eclipse.org/cdt/）に行き、簡単に手に入ります。
  • コンパイル
　本来、Eclipse CDTの環境設定を行えばコンパイルできるが、私は使いにくいと思います。従って、コマンドラインで「wmake」コマンドを使ってコンパイルします。慣れると以外と単純で使い易いです。
  • デバッグ
　ここでのデバッグは２種類があると考えます。（A）コンパイル通らない際のデバッグ、（B）コンパイルできるが、実行結果正しいかどうかのデバッグの２つになります。（A）について、エラーメッセージを確認しながら、プログラムを修正していくしかないですが、慣れと経験が必要です。（B）について、私はよくプログラム中にコンソールにメッセージを出力する行を幾つかを追加し、プログラムの進行状況や変数の値の変化などをチェックしながらデバッグを実施します。

　2）対象問題の支配方程式の抽出

　解析したい対象が決めたら、まず、対象に支配する物理現象を抽出する必要があります、そして、これらの物理現象を支配する方程式を書き出します。要するに、「対象」→「物理現象」→「数式」の変換が必要です。正しい数式で解析対象を表現することは非常に重要です。
　例えば、津波の解析を対象とする場合、物理現象では、「気液二相の流動」と「気液界面の変化」が存在する、従って、「質量・運動量保存式」に加えて気液界面を表現する「体積率保存式」も必要となります。

　3）OpenFOAMのための支配方程式展開

　上記支配方程式が決めたら、次にこれらの方程式を離散化して、OpenFAOM開発に利用し易いように展開する必要があります。方程式の展開方法について以下の２つの文献に参考するとよいが、結構難しいと思います。

　参考文献
　A）H. Jasak, Error Analysis and Estimation for Finite Volume Method with Application to Fluid Flows, Doctoral thesis, 1996.
　B）H. Resche, Computational Fluid Dynamics of Dispersed Two-Phase Flows at High Phase Fractions, Doctoral thesis, 2002.


　4）類似ソルバーの中身の理解

　展開した方程式をいきなりプログラミングするのは難しいと思いますので、まず、使う支配方程式と一番近いソルバーを探して、そのソルバーのソースコードを眺めながら理解していくことが非常に重要です。何を眺めるかと言うと、（A）プログラム全体の流れ（SIMPLEやPISOと言った解法はどのような流れに組み込まれているか）、（B）圧力ポアソン方程式の解き方、（C）偏微分方程式の解き方などですが、また、自分が特殊な操作（例えば、自分なりの壁関数を作成するなど）を行いたいの際、似たような操作がOpenFOAMの何処かに存在しないかを探して自分のものにします。
 

　5）コーディング

　以上の準備が終わったら、自分のソルバーのプログタムができるようになります。特に上記（２）、（３）をしかっりと文章にすることは、将来的に他人がことソルバーを使っても、見てもわかり易くなります。さらに、コーティング終了し、コンパイルがうまく行ったとしても、以下の作業絶対にやるすべきです。
  • 機能テスト
　　　プログラムは想定したとおりで動くか、数式など正しくインプットされたかなどとなる。
  • 精度検証
　　　簡単のものを対象に解析を実施し、既存の実験結果や他のソフト（あるいは一部のOpenFOAMの既存ソルバー）の解析結果と比較する。

以上です。
]]> ソルバー：OpenFOAM https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%9Aopenfoam/openfoam%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%81%AB%E5%BF%85%E8%A6%81%E3%81%AA%E6%BA%96%E5%82%99%E4%BD%9C%E6%A5%AD Tue, 04 Mar 2014 12:45:37 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/16 OpenFOAMソルバー開発に必要な知識 目的
　OpenFOAMは既存のソルバーは多数存在していますが、それぞれのソルバーでは特定な機能しかもっていないため、ユーザーが独自の問題を解析しようとしても適切なソルバーがないのはよくあります。その際、ユーザー自らOpenFOAMのソースコードを改造し、自分に適したソルバーを作成することになります。しかし、OpenFOAMのソルバーを作成する際、どのように行われるかについて迷うことがよくあると思います。ここでは、OpenFOAMソルバー開発に必要な知識について説明します。

必要な知識

　１）流体力学の基礎知識
　流体力学の内容はかなり多いので、基本的以下の知識をしっかり理解できればよりでしょう。ほかの部分でも重要が、何処に何かある程度で記憶すれば十分だと思います。
  • 流体力学の支配方程式（連続の式、運動量の保存式など）
  • 乱流境界層理論
　なお、熱を伴い流体であれば、伝熱工学の基礎知識も必要になります。よく使うのは熱伝導・強制対流などの、そこをしっかり理解する必要があります。また、学習に役立つ本を以下２冊としたが、特に「」はすごく優れた本であり、やや値段高く、ページ数が長いが、質量・化学種・運動量・エネルギーの輸送現象を大変わかりやすく説明しており、かなり重宝としています。

　参考書籍：
　　　　A) 粘性流体の力学　機械工学基礎講座, 生井武文, 井上雅弘 著.
　　　　B) Transport Phenomena, R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot.

　２）数値流体力学の基本
　数値流体力学では、流体力学の支配方程式を時間・空間的に離散化し、計算機を用いて現実世界の流れを再現する学問ですので、ここで主に習得したのは以下の２つだと思います。

  • 離散化の方法（有限差分法）
　日本の教育では、直交座標空間における有限差分法を用いて支配方程式の離散化を行うのは一般的です。有限差分法は比較的に理解しやすいので、まず、これを勉強してもいいと思います。但し、直交座標空間では一般性（メッシュのタイプが限られる）を持っていないため、将来への有限体積法の展開の妨げ（考え方が固くなる）になることも多いです。また、OpenFOAMでソルバーを開発する際に、直接差分法に触れることはほとんどないため、有限差分法の離散化手法は必ずしも重要ではないです。

　参考書籍：
　　　　A) 非圧縮性流体解析「数値流体力学シリーズ」, 数値流体力学編集委員会 編集.
　　　　B) コンピュータによる流体力学, 小林敏雄 翻訳.

  • 流体解析プログラムの一般的流れ
　これは非常に重要な内容と思います。特に非圧縮流体では未知数の数が方程式の数より多い（密度が圧力に依存せずに、一定である）ため、速度と圧力のカップリング（連成）が必要とされ、このカップリングより得た圧力ポアソン方程式に反復が用いられ、圧力場を求め、さらに流速場が計算されることになります。ここでのカップリングの方法によって、主に以下の３つの手法（分類）が存在します。

　A）MAC系（Marker and Cell）
　初心者とって非常に理解・勉強しやい、流体数値計算の練習に非常に向いています。また、研究に用いられる混相流解析（例えば、平均化多流体モデル、VOFなど）では、よくこの手法を利用します。理由としては、混相流現象は非定常である場合がほとんどであり、クーラント条件の制約によって、他の手法にしてもあまり計算が早くならないようで、MAC法のプログラムが非常にシンプルであるため、よく利用されたと考えます。私も研究室時代よくこの解法を使っていました。但し、汎用流体解析ソフトでは、この手法はほとんど利用しないようです。勉強するには、以下の参考書籍Aを使うことはおすすめです。

　B）SIMPLE系（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）
　基本的に、定常計算のための手法ですが、汎用流体解析ソフトにあるSIMPLE系解法では非定常も利用できます。この手法では、圧力と速度が同時収束させるため、比較的に早く定常解が得られます。ほとんどの汎用流体解析ソフトにはこの手法を導入しています。勉強するには、以下の参考書籍Bを使うことはおすすめです。なぜなら、この本の原著者はSIMPLE法の開発者の一人であるS. V. Patankar氏であるから。

　C）PISO法（Pressure implicit with splitting of operator）
　この手法の参考書は比較的にすくないです。1985年にR. I. Issa博士（Imperial College, London）に開発されたものです。この手法では、速度について収束を行わないが、時間進行につれて全体的な流れ場を収束させる手法であり、収束計算の方程式数が減りますので、非定常現象をより速く解けます。また、定常現象でもPISO法が利用でき、流れ場の時間に対する変化が十分小さくなれば、定常（準定常とも言えるでしょう）に達したと考えます。私も幸運があって、2012年Issa先生の研究室に訪問でき、先生と夕食を一緒にしながら、混相流に関する議論を行うことができました。

　参考書籍：
　　　　A) 非圧縮性流体解析「数値流体力学シリーズ」, 数値流体力学編集委員会 編集.
　　　　B) コンピュータによる熱移動と流れの数値解析, 水谷幸夫, 香月正司 共訳.

　３）有限体積法の基本
　日本の大学で、最初から数値流体解析を有限体積法からのはほとんどいないでは、従って、汎用流体解析ソフトの開発に皆さんが違和感が感じるます。特に、離散する支配方程式では有限差分法は偏微分形式のものを使うに対して、有限体積法ではコントロールボリュームに対する積分形式のものを利用します。そうすると、ベクトルやテンソルの操作について詳しくなる必要があります。従って、ここでの勉強のポイントは「線形代数」となります。勉強するには、以下の参考書籍を利用することがお勧めです。
　また、既にベクトル・テンソル操作がお慣れの方に、OpenFOAMの「Programmer's Guide」にも是非一読しましょう。大変簡潔にまとまっており、便利に使えます。

　参考書籍：
　　　　A) 連続体力学の基礎, 冨田佳宏 著
　　　　B) OpenFOAMの「Programmer's Guide」

　４）C＋＋言語の習熟
　OpenFOAMはC++で書かれているため、ソルバー開発を行うには、C++言語に関する基本的な知識が必要です。C++はCから拡張したオブジェクト指向の言語であり、基本的な記述はCと違いが、クラス構造を利用しています。このクラスの使い方是非マスターして欲しいです。また、C++ではポインターを使ってメモリのアクセスを効率よくしているので、このポインターの理解が非常に重要です。C++言語の教材について、沢山の本やウェブサイトがありますので、そちらを活用しましょう。

　５）他の専門知識
　現実世界では、単一の流体が流れる装置は以外と少ないです。流れ中に多数の相（気相、液相、固相）が存在したり、相中に多数の成分（化学種）が存在することが多いです。また、これら流体中に伝熱・反応・燃焼・相変化（蒸発・凝縮・溶解など）も存在しうるため、非常に複雑な形態となっている場合も少なくないです。このような流れについて、それぞれの専門書を読む必要になるでしょう。
　　
　＊注意：CFDはあくまでも問題解決の手段であり、対象問題が非常に複雑であっても、知りたい現象・解決したい問題によって、すべての現象を考慮するまでもないでしょう。現象を簡略化し、問題を支配する本質な現象を絞り出し、よりシンプルなCFD解析を実施することは本当のCFDの目的だと考えています。すなわち、現象の理解・抽出は本のエンジニアの能力となります。

以上です。
]]> ソルバー：OpenFOAM https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%9Aopenfoam/openfoam%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%81%AB%E5%BF%85%E8%A6%81%E3%81%AA%E7%9F%A5%E8%AD%98 Sun, 02 Mar 2014 08:09:40 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/11 SALOMEの入手とインストール 目的
　ここでは、SALOMEの入手とインストール方法について説明します。

入手方法

　主に２つがあります。
  • 開発元のサイトからダウンロードし、インストールする方法

　インストールは「バイナリ」からと「ソース」からの２つがあるが、ここでは「バイナリ」からのインストールのみを説明します。
　本来、SALOMEのホームページ（www.salome-platform.org）からバイナリパッケージをダウンロードしインストールことになるが、ダウンロードとインストールの容易さから考えると、本場のSALOMEではなく、EDF社がSALOMEをベースに開発したオープンソース構造解析ツールSalome-Mecaを導入することにします。
　Salome-MecaはSALOMEに比べるさらに構造解析機能（Code Asterを組み込んだ）、可視化機能（Paraviewを組み込んだ）などを追加しており、構造解析に特化した便利なCAD/CAEツールです。

　Salome-Mecaのバイナリパッケージはこのウェブサイト（www.code_aster.org）から入手できます。サイトをアクセスすると、以下の画面が表示されます（2014年２月時点）。

図1 Salome-Mecaのホームページ

　上記画面中の「Download」をクリックすると以下の画面が表示されます。


図2 Salome-Mecaのダウンロード画面その１

　さらに、上記画面左側にある「Salome-Meca」をクリックすると、以下のSalome-Mecaダウンロードリソースの画面が表示されます。

図3 Salome-Mecaのダウンロード画面その2

 上記画面中央上に幾つかのバイナリパッケージを表示していますが、本書ではソフトの安定性を重視するため、「Salome-Meca 2013.1」をダウンロードします。

「Salome-Meca 2013.1」（基本的にUniversal 64bitsを選びますが、自分が使用するマシンによって32bitsを選ぶ場合もあります）をクリックし、以下のダウンロード開始画面が表示され、「OK」をクリックすると、ダウンロードが始まります。また、ダウンロードするバイナリパッケージの名前は「SALOME-MECA-2013.1-LPGL.tgz」であり、Linuxのtar.gz形式となっています。また、ファイルは約1.2GBもある非常に大きいファイルであるため、ダウンロードが数時間掛かる場合があります。

図4 Salome-Mecaのダウンロード画面その3

　ダウンロード終了後、上記ダウンロードページに記載してある方法に従ってバイナリパッケージをインストールすることができます。ここでは、その方法を簡単にまとめます。なお、ここでの作業はターミナル内におけるダウンロードしたバイナリパッケージがあるディレクトリ下で実施することとします。

　まず、「tar」コマンドでダウンロードしたバイナリパッケージを展開します。展開が終了後、同じフォルダに「SALOME-MECA-2013.1-LPGL.run」というファイルが作成されます。

> tar -xzvf SALOME-MECA-2013.1-LPGL.tgz

　
　そして、この新たに作成された「SALOME-MECA-2013.1-LPGL.run」ファイルを以下のように実行することでインストールが行えます。

> perl SALOME-MECA-2013.1-LPGL.run

　
　上記コマンドを実行すると、以下のような対話式TUIが表示され、使用する言語とインストール先を入力できるようになっています。基本的に言語は英語でよいが、インストール先は各自好みの場所で構いません。

　インストールが終了後、デスクトップに「SALOME」のショートカットアイコンが生成されます。

　最後に、SALOME（以下ではSalome-MecaとSALOMEを同一と見なします）の起動し、動作確認を行います。

　デスクトップ上のショートカットをダブルクッリクするか、あるいは以下のコマンドで、SALOMEを起動することができます。SALOMEが起動できると、以下の画面が表示されます。

> cd SALOME-MECA-2013.1-LPGL

> runAppli

図5 Salome-Mecaの起動画面

  • SALOMEをあらかじめ導入したCAEシステム（Live DVD）を利用すること
　　　他の記事「Open Source CFD環境の入手方法」に参照ください。
以上です。]]> 前処理（プリ）：SALOME https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E5%89%8D%E5%87%A6%E7%90%86%EF%BC%88%E3%83%97%E3%83%AA%EF%BC%89%EF%BC%9Asalome/salome%E3%81%AE%E5%85%A5%E6%89%8B%E3%81%A8%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%AB Sun, 02 Mar 2014 02:40:57 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/3 OpenFOAMの入手とインストール 目的
　ここでは、OpenFOAM入手方法について説明します。

入手方法

　主に２つがあります。
  • 開発元のサイトからダウンロードし、インストールする方法
　昔では、OpenFOAMのインストールはかなり手間かかるものですが、最近開発元のサイト（www.opencfd.com）からインストール方法をわかりやすく説明しているので、そちらの手順に従えば簡単にインストールできると思います。
  • OpenFOAMをあらかじめ導入したCAEシステム（Live DVD）を利用すること
　　　他の記事「Open Source CFD環境の入手方法」に参照ください。

以上です。
]]> ソルバー：OpenFOAM https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%90%E3%83%BC%EF%BC%9Aopenfoam/openfoam%E3%81%AE%E5%85%A5%E6%89%8B%E3%81%A8%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%AB Sun, 02 Mar 2014 01:49:14 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/10 Open Source CFD環境の入手方法 目的
　このブログのOpen Source CFD環境は、前処理（プリ）、ソルバー、後処理（ポスト）にそれぞれSALOME、OpenFOAM、およびParaviewを用いることを想定しています。ここでは、これらのツールから構成されるOpen Source CFD環境の入手方法について説明します。

入手方法

　主に２つの方法があります。
  • それぞれ開発元のサイトからダウンロードし、インストールする方法
　　　ここでは、この方法を詳細に説明しないとします。
  • 上記ツールをあらかじめ導入したCAEシステム（Live DVD）を利用すること
　　　このような統合的CAEシステムは主に以下の２つがあります。

1) CAELinux

　CAELinuxはUbuntuをベースとして、多数のCAEツールを集めた統合的なシステムです。少し開発が遅れていますが、現在の最新安定バージョンはCAELinux2011となります。私自身もよくこのシステムを利用します。このサイド（http://www.caelinux.com）からLive DVDのイメージファイルをダウンロードし、DVDを作成します。作成したDVDからPCを起動することより、この統合的CAE環境がその場で利用できます。また、Live DVDで起動したシステムをパソコンにフルインストールこともできます。

2) DEXCS

　DEXCSは、岐阜高専の建築学科柴田研究室とものづくり企業との共同研究で開発した統合的になCAEシステムです。上記CAELiunxと同様にLive DVDからパソコンを起動するだけCAE解析環境が備えることになります。特に、教育や研修に向いており、日本OpenCAE学会（http://www.opencae.jp）も推薦しています。また、日本が対応しているため、日本国内では比較的に多く使われており、CAE初心者にとって比較的に使いやすい環境と言えます。なお、DEXCSのダウンロードはこのサイト（http://dexcs.gifu-nct.ac.jp）から入手できます。

以上です。
]]> 全般 https://zzchina2010.blog.shinobi.jp/%E6%9C%AA%E9%81%B8%E6%8A%9E/open%20source%20cfd%E7%92%B0%E5%A2%83%E3%81%AE%E5%85%A5%E6%89%8B%E6%96%B9%E6%B3%95 Sun, 02 Mar 2014 01:45:25 GMT zzchina2010.blog.shinobi.jp://entry/9