Automation for STAR-CCM+ Kim Hak-Soon
Agenda Automation? Automation Process Sample [KCS, Container Ship] Demo CATIA, KCS[Container Ship] Excel Automation 사례 Q&A
General Analysis Work Flow Import CAD Wrap/Resurface Mesh Generate Volume Mesh Solving
Automation = Analysis with Minimum User Interaction To handle random set of data quickly, and turn it into an aerodynamic & Hydrodynamic model, automation was needed.
Automation? Simulation 과정중, 엔지니어의업무량을저감할수있는필요성대두 엔지니어에의한실수최소화 (ex. Dual Heat Exchanger Model) 엔지니어에의한반복적인작업량을감소 (ex. Resistance, Self-Propulsion) CAE Tool에익숙하지않는초보자도, 기존담당자와동일한결과를도출 (ex. Oven Automation) 사용자의편의성 (Automation 을통한시간절감 ) 을도출하여해석의생산성을증가 (ex. Layer TEST) 해석시간단축을통한비용절감 STAR-CCM+ 은 Java 를이용하여제작 Java 를이용하기때문에기존언어에비하여쉽게접근 해석과정을단순하게처리할수있음 현재디렉토리형태 (java Script) 에모든과정을저장할수있다. 사용자 GUI 구성이다른 tools에비해손쉽게된다. Excel sheet를이용한구성 (Pre, Post) 이쉽다.
Automation Process In STAR-CCM+ 단일통합툴인 STAR-CCM+ 를사용하여비용을절약하고 CAE 작업효율성을증대할수있다. 하나의정형화된스크립트는각 CFD 단계에서쓰임. 프로세스를보다쉽게자동화할수있음 각단계마다한패키지에서다른패키지로파일을읽고쓰는동안발생하는정지시간을감소 CFD 프로세스의어느단계 (Pre, Solving, Post) 로나쉽게들어가수정과변경이가능
STAR-CCM+, Automate and Customize! Input: Cad/Excel Run: Mesh/Solve/Post Output: PowerPoint
Automation Process Sample
컨테이너선 (KCS) Geometry 초기 Surface 최종 Surface [Automation Format] Top(Slip-wall) 수정 Surface Symmetry(Symmetry) Side(Symmetry) Outlet(Pressure Outlet) Inlet(Velocity inlet) Bottom(Slip-wall)
컨테이너선 (KCS) & 유조선 (KVLCC) Problem Edit Excel Sheet[Lpp, Bwl, Draft, inlet Velocity] Imported Hull suface [Ship] CAD Model *.iges, Generated Far Field Surface[If, fixed hull Surface] Run Automation Java with Excel Sheet Goals Report : Resistance Force, Post-Process : Wave Elevation with Free Surface
자항해석 [Work Flow]
Providing Automation To Our Clients Virtual Towing Tank is a Custom Application for building best practice with ship Hydrodynamics CD-adapco has a team dedicated to provide custom process to clients Range from process described above, to custom post processing Provides excel which easy to learn and Apply. Job: Meshing CPU Time: 10Min 16-32 Nodes Job: Solver Elapsed: 12-24 hours Job: Posting Elapsed: 10Min
Demo 10 ~15 Min CATIA, KCS, Excel Q&A
Demo I [CATIA Automation] 각폴더별변수및형상 - 변수 : Fin 의높이, 수, 간격, 두께 sink2 폴더 - 변수 : 높이 sink3 폴더 - 변수 : 수 sink4 폴더 - 변수 : 간격 Sink1 폴더 - 원본형상 sink5 폴더 - 변수 : 두께
Demo I [CATIA Automation] EXCEL 창의구성 Sheet1 은 Sheet2 의항목에서존재하는 Case 파일항목들의정보를하나씩가져와저장됨. Sheet2 의항목은해석을위한형상들의모든정보를나열하여이를바탕으로 Sheet1 로각각의형상정보를복사. 모든정보입력후, 각 Case 별로폴더를생성하고형상파일을저장하는과정을하나의버튼으로수행
Demo I [CATIA Automation] EXCEL 창의구성 생성버튼선택 ( 클릭 ) 으로저장폴더생성및하위에 Case 별파일저장 선택 생성폴더별저장파일
Demo II [Resistance]
Demo Excel sheet 를 STAR-CCM+ 을 Control 하는자동화기법 Excel 에서 STAR-CCM+ batch job(background) 을실행하는것이기준으로작성 Semi Automation 으로구성이되어있으므로, Meshing, Solving 으로구분 Clean CAD - Fluid Wall Model Mesh Setup Excel Sheet STAR-CCM+ Analysis Model Clean CAD - Orifice
Demo Excel Sheet[Base] 1. CAD File name: 동일폴더에들어있는 CAD File 의이름을입력, Domain 은하나고 Orifice 는여러개사용가능 2. Simulation file name: 동일폴더에들어있는 sim file 의이름을입력 이 file 은아무것도설정되어있지않은상태의 sim file 3. Make simulation file: 이버튼을누르면각하위폴더로각각의 CAD file 과 Sim file 이복사되고, 이각각의파일들이하위 Sheet 에저장됨. 이때 sim file 의이름은각 Cad file 을포함 4. Import Batch: CAD 를불러와서 surface cleanup 작업을하는 Batch file 을만들고 Batch job 을수행 5. Solving Batch: Mesh 를짜고, 계산을돌리는 Batch file 을만들고 Batch job 을수행 6. Post Processing: 계산결과 (Scalar Scene) 을파일로저장하고각 sheet 에복사
Automation 사례
사례 II [Oven Automation] 목적 : 조리성능확보업무를진행하는개발자가, 쉽게유동의패턴을눈으로확인하여, 개발일정및개발비 ( 재료비및실험비 ) 를저감하는데도움이되는 CFD 자동화 프로그램을개발 효과 : 반복작업량감소를통한해석시간단축 CAE Tool 에대한사전지식이없이최단시간내에개발자가원하는결과도출 개발자가단독으로결과를확인할수있는시간단축 ( 일관성이있는결과도출가능 ) 조리분포의경향을확인할수있어, 실험재료및실험시간을효과적으로사용가능 결과 : Excel Sheet 를적용한, 해석조건및결과정리 효과적인폴더및 Solution 관리가능
사례 III [Paint Dipping] 목적 : 차체의수정및보완에따른 Bubble 및도장이정상적으로진행되는여부판독할수있도록자동차의차체를페인트부분에침수시켜표면을도장하는과정을자동화로진행 내용 : VOF(Volume of Fluid) Multiphase Analysis, Transient Motion, Specialized Post Processing 결과 : 다양한자동차 Part, Coating 방법, Coating 시간등에대한 Dipping 자동화를수행
사례 IV [ 차량냉각모듈해석 Process] 목적 : CAD(Pre) 를기준으로 PPT(Post-Processing) 결과를도출하는전과정을자동화함 CFD 에대한지식이없는설계자의경우도사용할수있도록제작 효과 : 반복작업량감소를통한해석시간단축 차량 UnderHood 내부의변경에따른 Heat Exchanger 의성능을파악가능 GUI 와 Excel 을연동하여다양한 Parameter 의변경이가능하여다양한설계인자고려 결과 : Case 당해석시간을 1/2 로단축하여전체개발기간을단축함
사례 IV [ 차량냉각모듈해석 Process] Radiator Grill Duel Stream Heat Exchanger Cold Stream Air Radiator Fan Condenser Radiator Tank Target Heat Rejection
Click... Click...Click. Vehicle Operation Condenser Fan Radiator
사례 V [External Aerodynamic Analysis]
감사합니다. Q&A
Preparation For Handling Excel Data 1. JAVA 에서 MS Office 를다루기위한 Class 3 개 2. STAR-CCM + 의 Option 에서 Environment - User macro Classpath 설정 3 개의클래스가저장된위치설정
Macro Explanation Excel File Handling Class STAR CCM+ Class 반드시 java 파일명과같아야함 제목에빈칸허용불가 같은폴더내에존재하는 Excel 파일명 제목에빈칸허용불가
Macro Explanation 반드시 Excel 파일의 Sheet 수가일치해야함 rownum : 읽어드릴수있는 Row 의수 cellnum : 읽어드릴수있는 Colum 의수
Macro Explanation 변수생성 Excel Data