「Coreform Cubitでメッシュ生成をスクリプト化して自動化すると、もう以前の方法には戻れません。」
Dr. Klaus Roppert
TU Grazの研究所
背景
Graz University of Technology (Technische Universität Graz, or TU Graz）は、オーストリア第2の都市グラーツにある主要な公立大学です。1811年に設立され、卒業生にはNikola Teslaも名を連ねます。現在は13,000人を超える学生と96の研究機関を擁しています。
Dr. Klaus Roppert はTU GrazのInstitute for Fundamentals and Theory in Electrical Engineering（IGTE）で博士研究員を務めています (IGTE)。IGTEでは、音響、電磁気、力学、熱伝達、特にそれらの相互作用を対象とした数値モデリングとシミュレーションを主要研究分野としています。Roppert博士は、有限要素法（FEM）の理論と実践を教え、マルチフィジックス解析について基礎クラスと上級クラスの両方を担当しています。
課題
マルチフィジックスの研究と教育をさらに進めるため、IGTEはオープンソースの連成場有限要素ソルバー openCFS。また、 openCFS の開発にも参加しているRoppert博士は、授業でのデモンストレーションや実習課題にこのソフトウェアを日常的に使用しています。そのため、組み合わせて使えるプリプロセッサが必要でした。
プリプロセッサには、上級クラスで扱う複雑な問題に対応できる能力と、初級クラスの学生でも理解して使える分かりやすさの両方が求められました。Roppert博士は、業界で広く使われている製品を含め、複数のプリプロセッサを試しました。
TU Grazが組織として採用している openCFS により、メッシャーとソルバーが一体化した製品は不要で、かえって作業の妨げになります。Roppert博士が主要な独立型プリプロセッサを比較したところ、多くは必要以上に複雑で、別の製品は授業で扱う実問題に必要な機能や制御性が不足していました。
解決策
初心者から高度な有限要素解析まで対応するには、強力なプリプロセス機能と分かりやすい操作性の両方が必要でした。Roppert博士によれば、Coreform Cubitが「明確な勝者」でした。
Roppert博士によれば、Coreform Cubitは授業で扱うあらゆる種類の問題に対応できました。また、使いやすく習得しやすいため、授業での説明や演習にも適しています。Cubitを使うことで、学生は「メッシュ生成ではなくシミュレーションに集中できる」といいます。さらに、20年以上にわたり世界中の難しい産業・学術問題で利用されてきたため、学生にとってCubitそのものを学ぶ価値もあります。
Coreform Cubitでメッシュ生成したCPUクーラー。
熱・力学連成の授業用シミュレーションで
TU Grazの学生が使用。
Coreform Cubitでメッシュ生成した半導体デバイス。
TU Grazの学生による電気・熱・力学連成
シミュレーションに使用。
Roppert博士は、まずCoreform CubitのGUI基本操作を学生に教えます。マルチフィジックス解析では多数のパラメータスタディを行うため、Cubitの強力なスクリプト機能も積極的に使い、Linux上でCoreform Cubitのメッシュ生成スクリプトを実行する方法も示しています。「Coreform Cubitでメッシュ生成をスクリプト化して自動化すると、もう以前の方法には戻れません」と述べています。
まとめ
Coreform Cubitは、Klaus Roppert博士のマルチフィジックス授業で扱う解析問題のメッシュ生成に最適な選択肢となりました。ほかのメッシャーでは難しかった3D問題にも対応し、解析時間の短縮につながり、学生にとって最も習得しやすいツールでもありました。 PDFをダウンロード