【空力計算】ラジコンボディの空力シミュレーション？仮想風洞のチュートリアル【やっと動いた】

こないだから、CFDにハマってます。
ラジコンボディの空力を見るには。。
仮想風洞実験の箱
参考になるチュートリアル
では。。動くファイルを探そう！！
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こないだから、CFDにハマってます。

ちょっと会社で、EMPのシミュレーションするのに、メッシュ切るものやFDTDのフリーシミュレータでどれくらいできるのかな？って思ったら、こっちに行っちゃったという(笑)　そっちは電磁界シミュレータなんですが、こっちは、趣味レータって感じで(笑)　どっちも趣味レータっぽいけど。。

ちなみに・・EMPというやつは、こんな趣味レーションができます(笑)

EMP3ダウンロードページ（英語）

他にもNEC2とか4NEC2とか有名なものがあるけど、最近、あまりこういうものの情報すくないですねぇ～　なぜだろう？？

というのはおいておいて。。

ラジコンボディの空力を見るには。。

車のボディのシミュレーションをしないといけない。OpenFOAMではタービンとか、管路内のシミュレーションのチュートリアルが多いのですが、車のボディそのもののチュートリアルは用意されていません。

なぜ管路のような構造が多いかというと、どこまでも空間が広がっていると、その広がった空間までシミュレーションしないといけないので、計算領域がとっても広くなってしまうからなんですね。

前のページで紹介したように、Wall（壁）をおいてその中を計算します。

で・・

仮想風洞実験の箱

大きな箱（仮想風洞実験室）の中に、車を入れるってことをするようです。

この説明が一番わかりやすいかな？

大きな流れは、ここに書いてあるのですが・・ここに書かれているMeshツールは今はもうないみたいです（涙）

車自体は、CADで書いて、STLやOBJファイルとして保存（FreeCADやBlenderなどで書く）
そのモデルに対して、仮想風洞のボックスを追加（BlockMesh）
仮想風洞の内部を、適切にメッシュにする。（SnappyHexMesh）
OpenFOAMで計算する。（potentialFoamで初期値設定、計算はsimpleFoam）

ってことのようです。全部、コマンドラインですね(笑)

仮想風洞のボックスは、BoxMeshというツールが使えるそうです。車に大きな箱をかぶせるツールですね。

そして、内部を適切にメッシュにするのは、SnappyHexMeshというツールを使うそうです。

OpenFOAM本家でのこのメッシュツールの説明は、こちらです。

メッシュ品質評価（pdfへのリンク）
メッシュ変換（pdfへのリンク）
blockMeshによるメッシング（pdfへのリンク）
snappyHexMeshによるメッシング（pdfへのリンク）
blockMeshとsnappyHexMesh （pdfへのリンク）

英語なので、読み飛ばしてもいいですが・・・一応

どんなことをやってるのか？は。。公式２のページでは

SnappyHexMeshの説明は、ここが一番参考になります。

絵だけでも読むと参考になります(笑)

参考になるチュートリアル

で・・・この方法を使ったチュートリアルに、imcompressible – simpleFoam のmotoBikeというのがあります。ググると沢山の情報が出てきます。どうやらsimpleFoamは定常乱流問題を解くツールのようです。

OpenFOAM v.5.0 Tutorial: motorBike

でもこいつ。。blue-CDFでも、DEXCS版でもどれでも、動いたように見せて、動かない(笑)　＜動かし方が僕がわかってないだけかもですが。。

Motorbile チュートリアルのCDF-ONLINEのフォーラム

まぁ、僕だけじゃないのかも・・(笑)

メッシュまではきれいに切れているようなんですけどねぇ～

ちなみに、ログを上げておきます。誰かわかる方いましたら、教えていただけると幸いです。

log.patchSummary

ERROR: Failed to post close command error 1726
ERROR: unable to tear down the job tree. exiting...

log.potentialFoam

ERROR: Failed to post close command error 1717
ERROR: unable to tear down the job tree. exiting...

log.reconstructPar

Create time

--> FOAM Warning : 
From function int main(int, char**)
in file reconstructPar.C at line 256
No times selected

などなど。。

このあたりの情報をしっかり読み込むと分かるのかもしれませんが。。

では。。動くファイルを探そう！！

公式から。。

ギャビン・タボール　アクションカーケース

う・・・PDFだけで、モデルがない。。

Youtubeをあたってみると

SimpleCAR

Flow simulation around a car in OpenFOAM® Part 1 tutorial

モデルもある。

が。。。どうもOpenFOAMという名前は同じなんですが、独自のツールをつかっているのか、素のOpenFOAMで動かせない。。

DEXCSの中に・・SimpleCarがある？？

DEXCSには、OpenFOAM-4.xと、OpenFOAM-v1706という２種類のOpenFOAMが入っています。

ちなみにDEXCSのインストール方法は、

に書いてあります。注意点は、「Custom18のインストール」時にネットから切り離すだけです。VirtualBoxがうまく入る環境なら、CDFoFよりこちらの方がおすすめです。

OpenFOAM/OpenFOAM-v1706/tutorials/incompressible/simpleFoam　に　simpleFoam　が入っています。これにはAllrunも入っているので、全体が通るがどうか分かりやすい。

エラーも出ずに計算できて、得意の　paraFoam & とうつと　計算結果が表示されます。

圧力分布

前に穴が開いた車ですね。

流速分布の方は

かなり後ろまで空気の流れが遅くなるポイントが出てますね。

圧力分布の上に流線を書いてみました。

Paraviewの使い方がわかると、もっといろいろと見えそうです。

ちなみに、このシミュレーションは、すっごくペラペラの車で３Dというより２Dの計算です。でも、一応、一連の動きができるようになっているので、使えそうです。

とりあえず。。一連のツールチェーンが動くことが確認できました。が・・・これほぼ２Dのシミュレーションなんですけどねぇ～(笑)

さて。。次は、Cd、Clとか数値を見れないと、だめなので、数値の出し方について、調べてみます。

この方のSlideShareのプレゼンは参考になります。

OpenFOAM の Function Object 機能について from Fumiya Nozaki

これに載ってますが。。まだちゃんと読めてません(笑)

こういうことが、OpenFOAMで出来ているみたいなので、がんばってみましょう(笑)