ANSYS Fluent DOEチュートリアル
このチュートリアルでは，ANSYS Fluent のシミュレー ションで，可変設計パラメータを使用した実験計画法 （DOE）を設定する方法について説明します．ここでは、冷たい流体と熱い流体の入口を持つ T 字型接合部の混合問題を使用します。T字路では、両方の流体が混ざり合い、この例の設計目標である出口温度が発生します。RescaleのDOEジョブタイプオプションを使用して、異なる入口温度のパラメトリックスイープを実行するためにシミュレーションを行うことにします。
このチュートリアルのジョブファイルは、下のImport Job Setupボタンをクリックすることでアクセスすることができます。
Rescaleプラットフォームで
- +Create New Jobをクリックします。
- 適切なジョブ名をつける
- 以下のスクリーンショットに示すように、ジョブタイプをDOEに変更します。
- プラットフォーム構成レイアウトがDOEセットアップに変更されるのを確認できます
- Specify Inputsウィンドウを使用して入力ファイルを追加します。
さらに、以下のように、Add from Cloud StorageまたはUpload from this computerオプションを使用して、Fluentケースモデルをアップロードします。
Nextボタンをクリックし、Parallel Settingsページへ移動します。
Parallel Settingsページでは、DOEシミュレーションのセットアップのためのパラメータ範囲を指定します。パラメータを設定することができます。
- オプションUse a run definition fileで.csvファイルを指定することで
- 以下の画像のように、Specify your variables here を使って手動でパラメータを入力します。
ここでは、Cross Productやモンテカルロ法によるパラメータの掃引を使用することができます。
- Cross Productオプションは、シミュレーションを実行するためのすべてのパラメータの組み合わせを生成します。
- モンテカルロ法では、指定された確率分布に基づいてパラメータを生成します。
このチュートリアルでは、Cross Productオプションを使用します。
- 変数名、Max Value、Min Value、Incrementを入力し、以下のように変数パラメータとして追加します。
DOEシミュレーションを設計するために、いくつでも変数を追加することができます。ここでは、2つのパラメータ変数cold_tempとhot_tempを使用してDOEを行います（下図参照）。
DOEシミュレーションの変数パラメータをすべて設定したら、Templatesページに移動します。
ここでは、個々のチャイルドランのために複数の.jouジャーナルファイルを作成するために使用されるテンプレートをアップロードすることになります。
本シミュレーションのテンプレートファイルrun_doe.jouは以下の通りです。
/file/read-case tjunction_doe.cas/file/set-batch-options no yes yes no/define/boundary-conditions/vi inlet_cold ,,,,,,,, no , ${cold_temp} ,,,,,/define/boundary-conditions/vi inlet_hot ,,,,,,,, no , ${hot_temp} ,,,,,/solve/iterate 500/file/write-case-data tjunction_doe%i.cas.gz/exit yes
このジャーナル・ファイルは、ジャーナル・ファイルにSchemeコード行として記録されているGUIコマンドから作成することができます。FLUENTは、コマンドラインで入力したもの、またはGUIから入力したものすべてを記録してジャーナル・ファイルを作成します。また、テキスト・エディターを使って手動でジャーナル・ファイルを作成することもできます。シミュレーション専用のジャーナルファイルを作成したら、Rescale DOE オプションを使用して、上記のようなテンプレートファイルを作成し、すべてのパラメータを指定して Fluent シミュレーションを実行することができます。
Nextをクリックして、Software Settingsに移動します。
Add Software ボタンをクリックした後，fluent というキーワードで検索し，メニューから ANSYS Fluent ソフトウェアを選択します．これにより，ソフトウェアが追加され，Fluentシミュレーションを実行するために必要なコマンドやバージョンが入力されます．
- コマンドウィンドウで、コマンドの最後にジャーナルファイルの名前を追加してください。このチュートリアルでは、ジャーナルファイル名はrun.jouです（下記参照）。
- お好みに応じて、ライセンスオプションを選択してください。
- ライセンス購入の際は、Use On-Demand Licenseを選択します。
- アカウントにこのオプションが設定されている場合は、Use Existing Licenseを選択します。
このチュートリアルでは、選択します。
- コアの種類：エメラルド（オンデマンドオプション）
- 1スロットあたりのCore数：4
- タスクスロット数：2
- 最長ジョブ期間：任意
- ハードウェアの概要ページでは、選択されたハードウェア設定の詳細が表示されます（下記参照）。
このセクションでは、シミュレーションの一部として意図された特定のタスクを実行するポストプロセッシングスクリプトを追加することができます。ポスト処理スクリプトは、他のシミュレーションの実行中に特定のタスクを自動化するために使用できます。
このチュートリアルでは，各シミュレーションの出力ファイルの最後のエントリを取得し，変数outlet_tempに保存する後処理スクリプトを使用します．これにより，DOE実験の評価をより迅速に行うことができます．
ポスト処理スクリプト
tail -1 report-def-0-rfile.out | awk '{print "outlet_temp\t"$NF}'
例えば，1つのシミュレーションの出力ファイル（下記参照）から，最後のエントリである308.97261の値を取り出し，outlet_temp変数に保存します．
"report-def-0-rfile"
"Iteration" "report-def-0"
("Iteration" "report-def 0(outlet)")
1 299.9999999999999
2 306.3764303939494
:
:
156 308.9728270257071
157 308.9726151362732
次に、Post-processing Commandウィンドウで、ポスト処理スクリプトを実行するコマンドを次のように入力します。
bash ./output_extract.sh
Nextをクリックすると、Reviewを確認することができます。
このセクションでは、ジョブの設定を確認することができます。
- DOEジョブサマリーは、入力ファイル、ソフトウェア、および分析用に選択したハードウェア設定をリストアップします。
- SaveとSubmitでは、ジョブ設定を保存するか、クラスターにジョブを送信するかのどちらかを選択できます。
送信後、ステータスページにリダイレクトされるか、サイドパネルのステータスボタンを使ってこのページに移動することができます。DOEジョブタイプを実行している場合、ステータスページでは、Rescaleのライブテーリング機能を使って、同時に実行されている複数のケースのランタイムファイルを監視することができます。この場合、タスクスロットが2であるため、2つの子実行が同時に実行されていることが、左側の赤いボックスで強調表示されているRunsで示されます。ジョブログには、それぞれの子実行のステータスが表示されます。
また、赤色で表示されているIPアドレスのリンクをクリックすると、ジョブを追跡するためのSSHターミナルを起動することができます。
シミュレーションが完了すると、Resultsページですべての実行結果を見ることができます。
Resultsページでは、ジョブで定義された各ランの期間を調べたり、すべてのケースのランファイルからなるZIPアーカイブをダウンロードしたり（完了時）、個々のケースのランファイルからなるZIPアーカイブをダウンロードしたり、個々のランをより詳細に調べたりすることが可能です。
赤色でハイライトされたアクションの列の下のボタンをクリックすると、個々の実行にアクセスすることができます。このページでは、ルートレベルで定義された変数を見ることができ、以下のように各シミュレーションから得られた結果にアクセスすることができます。
Plottingセクションで、以下のようにルートレベルデータをプロットすることができます。
