【はじめての最適化】ソフトウェアとの連成による自動化
皆さま、こんにちは。
IDAJの清水です。
＜本コンテンツは連載形式でご紹介しています。●がついている記事が、このページでご紹介している内容です。＞
【はじめての最適化】modeFRONTIERを使った多目的最適化（その1）
【はじめての最適化】modeFRONTIERを使った多目的最適化（その2）
【はじめての最適化】最適化だけじゃない！応答曲面機能（その1）
【はじめての最適化】最適化だけじゃない！応答曲面機能（その2）
【はじめての最適化】最適化だけじゃない！応答曲面機能（その3）
～自動化・最適化をはじめる前に知っておくこと～（2）
コンピュータによる自動化や最適化を実現させるためには、当然、modeFRONTIERとソフトウェアとを連成させる必要があります。
実は、連成させるための条件はいたってシンプルで、
・入出力ファイルがテキストファイルであること
・バッチ実行できること
この2点です。
この条件さえ満たせば、市販されているソフトウェアであるか否かに関わらず、あらゆるソフトウェアと連成させて、自動化することができるのです。
ただし、どうしても画面上でマウスクリックなどの操作をしないと実行できないソフトウェアであっても、やり方によっては自動実行できるものがありますので、お気軽に弊社にご相談ください。
連成可能なソフトウェアは、皆さまご存じであろうほとんどのシミュレーションツールである、と言っても過言ではありません。先ほどご説明したように、テキスト形式での入出力とバッチ実行ができればmodeFRONTIERと連成させることができますので、お使いの内製アプリケーションなどでも全く問題なく連成できます。
さらにmodeFRONTIERには、ダイレクトインターフェースが準備されているアプリケーションがあります。ダイレクトインターフェースを利用すると、modeFRONTIER上から、各アプリケーションの入力変数や出力変数を参照することができますので、連成させるための自動化のしくみ作りがとても簡単になります。
このダイレクトインターフェースに対応したアプリケーションは、今後もどんどん追加される予定です。
それでは、実際にCAEソフトウェアとmodeFRONTIERを連成させる方法をご説明します。
メッシュの変更を伴わない場合には、テキストファイルの入力変数や出力変数を書き換える設定を行うだけですので、割と簡単に自動化・最適化のしくみをつくることができます。
機構解析ソフトウェア、光学解析ソフトウェア、１次元系ソフトウェア、さらにEXCELマクロやMATLAB/Simulink、LabVIEWなどで作成されたモデルベースシミュレータなどがこれに当たります。
構造解析や流体解析、電磁場解析などでも物性値や境界条件などが入力パラメータとなる場合には、メッシュモデルは最初に１つだけ作ればよいので、簡単な部類に入れることができます。
自動化・最適化を実施される場合には、まずはこういったテーマから適用されて、最適化の成果やメリットを実感していただくのが良いかもしれませんね。
しかし、実際にはメッシュ（すなわち形状）を変更して、最適化計算を実施するというニーズは多くあるかと思います。
メッシュ変更が必要な場合の自動化・最適化には、いくつかの方法がありますが、次の3つがよく用いられます。
（1）CADデータで形状作成し、自動メッシャやソルバーと連携させる方法です。あらかじめCAD上でパラメトリックモデルを作成しておく必要がありますが、最も汎用性が高い方法です。
（2）メッシュデータを最初に1つだけ準備しておいて、メッシュモーフィングと呼ばれる技術を用いて、メッシュを伸び縮みさせることで形状を変更させ、ソルバーへと受け渡す方法です。大きな形状変更を伴う場合にはメッシュが粗くなりすぎるなどの問題がありますが、比較的やりやすい方法です。
（3）プリポストプロセッサで、マクロプログラムを用いてパラメトリックモデルを作成しておくことで自動化･最適化システムを構築する方法です。
お客様のソフトウェアのご利用環境や、変更させる入力パラメータの振り幅などによって、どの手法を選択するかが変わってきます。
続きはこちら ⇒ 【はじめての最適化】多目的最適化
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追記・更新：2022年8月29日
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