Field calculator (ベータ版)は、ポストプロセッサーでユーザー自身で計算式を定義してコンター図表示できる新しいフィールドを作成可能な強力な機能です。この記事では、利用可能な機能/操作や制限について説明します。

概要

Field calculator 機能は、SimScaleのオンラインポストプロセッサのフィルターツールバーで利用できます:

新規フィルターを作成すると、設定パネルが表示されます。設定パネルのNameで、ユーザーは新しいフィールドの名前を定義できます。 Enter formulaという2番目の項目で、新しいフィールドの計算式を入力できます。

数式が正しく入力されると、 Compute Formulaをクリックして新しいフィールドを計算できます。これで、新しいフィールドがポストプロセッサで評価できるようになります。

デモンストレーションのために、いくつかの例を次のセクションで説明します。

例1: 全圧

Field Calculatorのワークフローを説明するために、総圧力データを含む新しいポスト処理フィールドを取得してみましょう。Incompressible (非圧縮性)シミュレーションの場合、ポストプロセッサのデフォルトの圧力レベルは静的ゲージ圧です。

以下の式1は、静圧 $p$ と全圧$p_0$ の相関を示しています。さらに、$\rho$ は流体の密度を表し、$|\vec{U}|$ は速度の大きさを表します:

$$ p_0 =p + 0.5 \rho\ |\vec{U}|^2 \tag{1} $$

式の構成は、一度に 1 つの項/操作で行います。圧力項を入力するには、フィールドに Pressureと入力し、リストから正しい項目を選択します:

このプロセスを、式の各パラメータ/演算子について、一度に1つのパラメータずつ行います。式 1 に従って、次の項はプラス演算子です:

このプロセスは、式が完全に設定されるまで続きます。この時点で、Compute Formula をクリックして、新しいフィールドからデータを取得することができます。

新しいフィールドは、さらなるポスト処理に利用できるようになりました。他のフィルター(Statistics、Point inspection)などの機能と組み合わせて使用することができます。

Field Calculatorのもう一つの実用的な活用例は、構造解析の安全係数表示です。安全係数とは、最大許容応力と生じている応力の比です。

ここでは、鋼材(降伏強さ = 350$MPa$ )を材料として、フォンミーゼス応力に基づく安全率で説明します:

安全係数を評価する際、値が小さいほど危険なことから、カラーバーの配色を反転した可視化が効で直観的です。これは、スケールバーを右クリックし、配色を Normal inverted (通常色の反転)に変更することで実現できます。

最後に、Iso volume フィルタを使うと、安全係数の値が最も小さい領域をピンポイントで見つけることができます:

このアプローチにより、ユーザーは安全係数の低い領域をピンポイントで素早く特定し、改善の可能性を探ることができます。

デフォルトのポスト処理量(圧力、速度、フォンミーゼス応力など)の他に、Field Calculator は一連の関数と演算子をサポートしています。以下の表に情報を示します:

Field calculatorフィルタは 現在ベータテストフェーズにあり、以下のような制限事項があります:

項は式の最後にしか追加できません。用語の追加を忘れ、先頭に追加する必要がある場合、その時点まで数式を消去する必要があります。
フィールド作成後の編集はできません。
フィールド電卓フィルタを使用して生成されたフィールドは、2番目のフィールドの計算に使用することはできません。
単位がサポートされていません(凡例には単位がありません)。
入力に対して寸法分析/検証は行われません。計算式が物理的に意味を持つことを確認するために、ユーザーが次元分析を実行することをお勧めします。例えば、$\frac{m}{s}$ の速度と$Pa$ の圧力を合計することは可能です。

重要

ベータテスト段階であることを考慮し、 Field Calculatorフィルタの使用経験に関するフィードバック/コメントを強く歓迎します。