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<<   作成日時 : 2009/05/15 01:47   >>

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…正直、計算物理学は死ぬほど苦手です。あたしゃソフト屋じゃないしw

 ある研究会(筐体内の流量解析)において、自組織でシミュレーション用の基本モジュールは買ったけど、その組織にはガチなサイエンティスト、スーパーエンジニアが居ないから実情に合わせたユーザーサブルーチンを作れないでいるみたいな報告があった。数値計算はパラメトリックスタディ、仮想プロトタイピング及びリバースエンジニアリング用途に供される。当然のことながら、この3つの用途は似ているようで(共通項があるという意味で)実際はかなり異なる。(アプローチでさえも)

 その上で汎用のシミュレーションコードだから全く使えないという訳ではなく、必要なのはソルバーが解こうとする系に対応できるか、ユーザーサブルーチンが使えるか、ユーザーサブルーチンを開発できる人材が存在するか。これらにつきる。特にソルバーに至っては開発も容易じゃないし、開発にどうしても時間が掛かってしまうので、これと見込んだソルバーを導入して、後はユーザーサブルーチンでチューニングすることで定量的な解析・分析が出来るようにするのが一般的であるし、費用が非常に安い。実際の構築スキームは下記の通りである。

1.メインルーチン(ソルバー/バイナリ)←→ユーザーサブルーチンによる演算方法の強化
2.標準状態方程式(圧力算出法定義/バイナリ)←→ユーザーサブルーチンによる実態に見合った定義
3.標準構成式(応力・破壊条件定義/バイナリ)←→ユーザーサブルーチンによる実態に見合った定義
4.標準解析(計算結果のとりまとめ/バイナリ)←→ユーザーサブルーチンによる膨大な計算結果からの必要データ抽出

 上記組織での問題点は1〜4の標準セットはあるのだけれども実態を写すはずのユーザーサブルーチンが存在し得ないので例えば設計モデル1〜設計モデル2間の性能'比'程度は比較できるけど、その性能の絶対値は全く分からないという状態。ちなみにユーザーサブルーチンは使用者側がモデル式を作り、それを元にソースを起こしたあと、コンパイル、リンク(シミュレーションコードには多かれ少なかれそれなりのユーザーサブルーチン導入手段がある)して使用する。

 格子計算系の場合、座標がEuler系であってもLagrange系であっても、出来る限り正しい計算精度を導き出しつつ計算時間を減らすといった、実用域での数値計算を行う場合においては、所謂メッシュの切り方、打ち切り誤差の設定及び、自前で作る境界方程式といった運用ノウハウを必要とするし、より詳細な保存系もしくは非保存系の気体の状態方程式及び流れの境界条件をユーザー側で定義できなければ、定性的な分析以上は行えないだろう。(それでもSliding MeshといったRe-Zoning Methodが強力になったから、かなり楽にはなったが)

 有名どころで言えば、FLUENT、PowerFlow、Star-CDくらいだろうか?であれば、これらを運用する場合にはAVSといった可視化ツール、I-DEAS等のCAD/Mesh Generation Toolが必要になるだろう。多分、Star-CDならば、Linux版があるのでマックへのPorting作業をしてくれるかも知れない。

 そして、ゼロからCFD及びCFDモドキを作りたいのならば、これを0から実用レベルまで持ち込むためには専任の研究者(ポスドク)が3人居たとしても10年近く掛かるだろう。ま、てきとーに計算し、てきとーなフィードバックループを形成するプロトタイピングならばもっと短期間で行える可能性があるけど(CFDは熱流体の流れを計算するだけのツールであって、条件を導き出すツールではないから。そのような用途を行うためにはCFDで得られた解の何処を評価し、そしてフィードバックする/多変量分析を行うかという、分析スキームの開発が予めあって初めて成立する)。

 真面目に作ろうが不真面目に作ろうが、結局はphysical simulation技法及びそのデータとのフィッティング技法及びフィードバック技法といった、実構造の開発技法を必要とする。既存の形状最適化システムは目眩がするくらいの結果を吐き出してくれるので、使ってみた程度以上の結果は得られないことを認識するべきである。

 1)シミュレーションコードは万能ではない、2)有名どころの市販コードの紹介、3)プロトタイピングの難しさが上記の要点なのだが、これを踏まえた上で担当者の話が正しければ、彼がやったことと言えば、「シミュレーションコードを動かしましたー」程度という感じ。彼は上司から殴られなかったのだろうか?

 え?私?結果の解っている実験を教科書通りにやって、結果が異なっても「考察」で逃げます逃げますw

 (追記)
 C/Fortranソース以外の選択肢の事を忘れていた。Matlab、Mathematica、Octave(Matlab互換)、Scilab(微妙にMatlabと互換)、Math-Cadといった数式の直接計算エンジン及び、汎用計算エンジンを用いるという手段もなくはない。ある程度、関数化がなされているので実装は非常に楽である。ただし専用のソルバーではないので、計算速度に難があるのだが。

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