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研究 加速器 ANSYS モデル作成

ANSYS解析モデル作成

このページは，ANSYSの解析モデルの作成に関するメモです．

目次

モデル作成

Classic環境

ANSYSのClassic環境でDesign Modelerのデータを取り込む

ANSYSのWorkbenchが使えない環境で，3次元CADデータを読み込む方法を記述します．ここで述べる内容は，ANSYSのFAQのNo.64701(閲覧にはアカウントが必要)に書いてあることをまとめたものです．

ANSYSのClassic環境でのモデル作成は貧弱です．複雑な形状を解析する場合，3次元CADでモデルを作成し，それを読み込む方が良いです．ANSYSのコマンドを組み合わせてモデルを作るより，3次元CADのGUIを使った方が何倍も効率が良いでしょう

3次元CADのモデルのデータは，Design Modeler経由でANSYSに渡した方が良いでしょう．CADデータをIGESフォーマットで出力して，それをANSYSで読み込むこともできますが，うまくいかないことも多い．Design Modelerの強力な機能を使って，ANSYSに入力データに変換した方が問題が少なく，推奨できる方法です．

次のようにすれば，3DモデルをDesign Modelerを使って，ANSYSのClassic環境に取り込むことができます．

  1. 3次元CADでモデルを作成する．SATフォーマット(*.sat)出力する．IGESよりもエラーが少ない．
  2. Design Modelerを使って，ANSYSのClassic環境で読み込めるファイルを作成する．
    1. Design Modelerを立ち上げる．
    2. メニューのファイル→外部ジオメトリファイルのインポートを選択する．そして，モデルのファイルを指定して開くボタンをクリックする．
    3. メニューバーの作成ボタンをクリックする．するとモデルが表示される．
    4. メニューのファイル→エクスポートを選択する．そして，ファイルの種類でParasolidテキスト(*.x_t)で保存する．
  3. ANSYS classic環境を立ち上げてモデルを読み込む．次の2つの方法がある．
    • メニューのファイルの→インポート→PARA…を選択してファイルを読み込む．そして，/FACET，引き続いて/REPLOTをコマンド打ち込む．するとモデルが表示される．
    • あるいは，次のバッチを実行させる．
    /AUX15
~PARAIN,'cavity6','x_t','D:\KEK\RF_CAL\',SOLIDS,0,0
/FACET  
/REPLOT

Workbench環境

Workbench環境でのモデルの作成では，DesignModelerを使う．DesignModelerを使ったモデル作成は，DesignModelerのページに示している．

材料物性値の指定

計算に必要な材料の物性値は，MP(Material Property)コマンドで指定する．材料名ではなく材料番号に対して物性値を決め，メッシュを生成するときに，ボリュームとの対応を付ける．

MPコマンドは，次のようにする．ただし，物性値の単位は，SI単位とした場合である．

MP, 材料特性ラベル , 材料番号 , 物性値
MP コマンドの引数
解析タイプ 材料特性ラベル 物性値
構造 電熱 電場 磁場 電流 音響
○ EX,EY,EZ ヤング率 [N/m3]
○ PRXY,PRYZ,PRXZ ポアッソン比
○ ○ ○ DENS 密度 [kg/m3]
○ GXY GYZ,GXZ せん断弾性係数 [N/m2]
○ ALPX,ALPY,ALPZ 線膨張係数 [1/℃]
○ MU 摩擦係数
○ KXX,KYY,KZZ 熱伝導率 [W/(m ℃)]
○ C 比熱
○ ENTH エンタルピー [J/m3]
○ PERX,PERY,PERZ 比誘電電率
○ MURX,MURY,MURZ 比透磁率
○ MGXX,MGYY,MGZZ 保磁率
○ ○ RSVX,RSVY,RSVZ 電気抵抗率 [Ωm]
○ SONC 音速 [m/s]
○ MU 境界アドミッタンス
  • これらの物性値は，テンソルあるいはその一部になるものが多い．その場合，材料特性ラベルの末尾のXがYやZに，XXがYY等に変わる．
  • 複数の成分がある量のうち，ひとつだけを指定した場合，等方性物質となる．例えばヤング率のEXのみを指定すると，残りはデフォルトで EX=EY=EZ と等方性物質になる．
  • 単位系は，自分で矛盾の無いように合わせる．SI単位系を使うのであれば，一貫してその単位を使わなくてはならない．ANSYSの内部では全ての量は無次元量として取り扱っているのであろう．
  • ただし，電磁場解析の場合のみ，EMUNITコマンドを使って単位系を指定する．

メッシュ生成

Classic環境

  • メッシュタイプの指定 
    MESHKEY, メッシュタイプ
    MESHKEYで指定するメッシュタイプ
    キー メッシュタイプ
    0 フリーメッシュ
    1 マップドメッシュ
  • 要素形状の指定 
    MSHAPE,キー,次元
    MSHAPEで指定する要素形状
    キー 次元 要素形状
    0 2D 四角形要素のみ，または四角形と三角形の混在
    3D 六面体要素のみ
    1 2D 三角形要素のみ
    3D 四面体要素のみ
  • ボリュームの要素属性を指定．次に述べる VSEL で選択したボリュームの要素属性をしてできます．ただし，まだメッシュ分割されていないボリュームにのみ影響を与えます． 
    VATT,材料番号,リアルコンスタント,座標系番号
  • ボリュームの選択 
    VSEL,選択タイプ,選択アイテム,成分,最小値,最大値,増分,選択

Workbenchd環境

  • メッシュサイズを部品毎にコントロールする場合は，Simulationのアウトラインのメッシュを右クリックして，挿入→サイズ今トールを選択する．

モデルの修正

  • ボリュームを拡大/縮小する方法は，以下の通り．次の例は，全てのボリュームを,x方向に10倍，y方向に20倍，z方向に30倍する例である． 
    VLSCALE,ALL,,,10,20,30,0,0,1

ページ作成情報

参考資料

  1. ANSYSを販売しているサイバネットシステム株式会社のANSYSのページ
  2. ANSYS入門セミナー,サイバネットシステム株式会社

更新履歴

2007年09月ころ ページの新規作成

no counter

last update:2014/01/12 01:57:55