使いこなさない、使えるCAEのブログ -9ページ目

理論の適応範囲を逸脱してガリガリ頑張る。そこをしないと現実への適応ができないパラドクス。

メッシュ依存原因の、判り良い記述は、どうあるべきか? 悩みブログも放置。

変に下らん事を書く位なら、放置がマシか?

 

FEMやFDM=理論の適応範囲超えた計算 (罠は、見破り難いが、下記2点要注意)

工学技術計算で、解が不安定=メッシュ依存  【幾何偏微分】

コンピュータCG分野でも起こり、(物体面)画質不安定=メッシュ依存【Schwarzの提灯】

 

メッシュ依存の有力理由は、ⅰ-幾何の偏微分 ⅱ-Schwarzの提灯 と思いますが、離散関係で、知る範囲、

双方の紹介は、私のブログやサイトのみ。それって大丈夫なのか! 短所未解消では実用進まず。

にも拘らず短所に触れない、学術教育分野独特の(致命的思いますが)体質は、2020年以降も一緒か? 

 

『直角90度以外の角度から偏微分を解く』 その計算自体、数学で扱う理論の想定外なのだと思います。

それを扱う教科書を見た事がない。FEMや流体書籍には出ていますが。(にしか出ていない)

そもそも、偏微分の数学教科書がない。偏微分=定義に過ぎないから?

定義を満たさない。しかし計算せねばならない。その場合どうするか? 

一番肝心な事が、教科書に未記載 ⇒ 数学や物理を、実践活用できず、致命的。

 

FEMや差分法は、直角との差異を線形補正しますが、 「直角でないが、直角とみなしましょう」 

そんな計算も、割とあります。それで合うのか? 理論的と言えるか? 点群増やすとOK?

細かいと直角に近づく訳でありませんが…

 

理論=万能と過信。 理論屋が、理論適応範囲を超えてガリガリ頑張り、非理論的に… 割と多いかも。

それは、非論理的・非科学的 思います。 そこをしないと現実への適応ができないパラドクス

FEMも、理論の適応範囲逸脱いう、罠が潜んでおり、見破る必要あり。 それが出来ずですと…

理論が前提とする想定外で頑張る。そんな風になりかねない、工学の痛い問題があります。

現に、数学物理達者な人は、(力学主体の)工学で、そんなには活躍できない傾向。

 

理論過信か、専門家が色々無頓着。実は判ってない? 良好解得るモデルに対しては、設計筋の方が詳しく

『やっぱ専門家の作るモデルは雑で駄目だな~』『判ってないナァ』 なんて良くある話。

雑でない)緻密なモデルリングは、元々、(海外でなく)日本の得意分野。それは20~30年前の話か?

私が解析始めた90年代、ASME等の論文も、日本人の作るモデルが一番かマシかナ? て感じでしたが、

3D-CAD普及で、技が効かなくなり、情勢変化した感。 3D化云々は、ゲーム分野と似てるでしょうか?

簡単そうで、難儀なメッシュ作成。難しさに気付かず、軽く考え失敗しがち。CAE最大の落とし穴か?

昨今 「人工知能技術でモデルリングが自動化できる」 風な意見が支配的。私は困難を予想。

1)メッシュ作成だけでは×。  材料・属性・条件設定まで必須。AI時代は、その自動化が求められる。

2)難しさに気付く時には手遅れッ! そんな事が多い。軽く考えて皆失敗する現実。

3)えっ? (アプリも揃い、簡単でしょう) と言い返される現実。  「難しい」 それを理解頂くのが難しい。

私の、数値解析開始は1990年あたり。(製図検定連続不合格)。設計見切って解析開始。その後、解析ソフトも使いこなせず…

他人が決めたルールが理解できず、図面作図もソフト操作習得も全然できん私。 自分で作るのは超得意ですが。

「ルールは破るもの」 程度にしか思ってない。性格に問題がありそう!。

 

モデル化は、解析ソフトが進化 ⇒ 万能的なモデル作成手法が出てくるッ!  思いつやって、それから30年近く。 

(簡単ポン的)実用モデル構築手段はまだなし。(雑だったり難儀過ぎたりが多数)  昔昔の私は、設計からの配置換えで解析開始。

(クビにならん程度に)解析に邁進。(バブル期の技術屋はそんなもの) 解析はじめて二年程経ても 「アレッ?」 

「フィン-パイプ(上図の左下2つ)作成可能なソフトが見つからず」 「使いこなしても駄目そう」「変じゃない?」  

「変と気付くのが遅過ぎた」 当時、考えてましたが、早めに察知できた部類か!

モデリング=大変 教科書に書いてなく、十年以上気付かずも普通かも。

 

モデル化の難儀さに気付かず、(会社が望む)簡単便利なモデル構築&評価術を構築できず、モデリングを軽く考え、

失敗が多く注意。 CAEは、脱サラ・転職・専門家採用失敗も多く、注意すべき。 教科書にそう書いてて欲しいですが。 

(テンソルが難関いう)厄介さを見破る派  理論もアプリもバッチリ。(勉強すれば)簡単に出来る(かん違い派) 

2つに二分かも。 そして前者は、見切って、解析分野・メカ分野から去る人も多いか?

 

最近は、「学習機能等応用した人工知能技術で、自動化が実現」 そんな意見が多く、その方向で頑張ってる方も

多いっぽいですが、 私は、高精度な計算を可能せしめる自動モデリング術は、遠い将来も、登場せぬと予想。 

今まで自動メッシュの類は、  「(スクリプトとか、せんでも)出来ますよ(ホラ)」 て感じで話があり、実際みてみると、

(雑過ぎて)全然駄目だった 「やっぱり」 て事ばかり。 雑でない&バッチリなのを見て驚きたい。実現なら私も失業な筈。

 

簡単&バッチリなモデル化手法実現なら、解析技術者の多くは不要化な筈。現実出来てなく、パタパタ人海術モデリング。 

人海術なので評価も向上せず。そんな現実に注意。 自動化・人(材)不要化 その実現が〇。

 

 

 

テンソルは、直交の差の差で計6成分。超シビアで、完全直交でないと厳密に解けずか?

直交無視で幾何偏微分が、厳密に解ける理論・理屈は、教科書見ても、見当たらない思うのですが・・・

恐らくですが、偏微分(∂xや∂y)は、完全直交でないと、誤差なく厳密に解けない可能性大思います。

歪んだ、直交性ない格子・メッシュでどうかいうと、CG分野は、(一階偏微分)法線向きで、

影を強弱加減してシェ-ディング・レイレ-シングを実施しますが、三角メッシュでは表面に、

シュワルツ提灯 的な凹凸が発生し易い。法線(一階偏微分すら)向きが乱れ画質悪化か? 

凹凸が発生したモデルを工学計算に用いると、致命的な筈。 実際は…

教科書やSNSや講習資料等、表面に凹凸ありの粗悪モデル氾濫。

困った事態が現実。 三角メッシュ凹凸はぶれやすく、CGなら表面仕上りが粗悪化

四角の方が凹凸は発生しずらく、なので…

 

CG分野は、画質向上で、昨今は、四角メッシュが主流化。 

工学の場合、必要計算はテンソル。 法線で影付けを行うCGより難。

2次元の場合 2成分の2つの組合せ  2×2=4成分 XY=YX  1個キャンセル

3次元 の場合 3成分の2つの組合せ  3×3=9成分 XY=YX XZ=ZX YZ=ZY  3個キャンセル

実解析モデルは、直交性なし。偏微分計算は、直交との差を補うべく、変則的写像変換必須。

直交なきデータ元に直交(偏微分)計算せねばならない。工学におけるパラドクス的難題に対し

多く理論派は、その壁を突破できずと思います。(平易な問題限定) (大人になるとタダの人になる一因)

https://ameblo.jp/jishii/entry-12230425993.html 

静磁場等、分布緩慢な緩い問題は十分OK。 伝熱等のテンソル解かない問題もOK。流体は

層流は低Re数はギリギリセーフ。それ以外の、流体(乱流)や構造計算は、なかなか難。

離散計算の評価が向上しない、一番の原因は、解が直交性(メッシュ品質)に左右される点と思います。 現実は、 

低迷原因=PR不足・教育不足 そんな意見が多く、『啓蒙教育頑張りましょう』 そんな路線。それで大丈夫か?