5.7 GUIプログラム

OpenFDTDの使用法は、5.3の説明に従って入力データのテキストファイルを作成し、 5.2の説明に従ってコマンドラインで実行することを基本としていますが、 本節のGUI(Graphical User Interface)プログラムを使用すると、 ウィンドウ上でデータ入力、計算実行、結果確認を行うことができます。

5.7.1 GUIプログラムの起動

GUIプログラムを起動するにはOpenFDTD.exeファイルをダブルクリックしてください。 図5-7-1のウィンドウが開きます。
ただし、GUIプログラムの実行には .NET Framework 4.6 以上が必要です。 .NET Framework がインストールされていないときは下記からダウンロードしてインストールしてください。
https://www.microsoft.com/net/download


図5-7-1 GUIプログラム

5.7.2 GUIプログラムの使用法

以下の手順で操作してください。

  1. [全般]タブから[給電点・観測点]タブまでのデータを入力します。 詳しくは5.7.3〜5.7.7を参考にしてください。
  2. [形状出力]ボタンをクリックします。形状データがgeom3d.htmファイルが出力されます。
  3. [形状出力表示3D]ボタンをクリックします。ブラウザでgeom3d.htmファイルが開かれますので、 入力データが正しく入力されていることを確認してください。詳しくは5.4を参考にしてください。 形状を確認する必要がないときは[形状出力]と[形状出力表示3D]を省略することができます。
  4. [計算]ボタンをクリックします。 ウィンドウが開いて計算が開始されます。 詳しくは5.2を参考にしてください。
    なお、[形状出力]を省略した時も計算開始時にgeom3d.htmファイルが出力されていますので、 計算中または計算終了後に[形状出力表示]ボタンをクリックして図形を確認することができます。
  5. [図形出力制御]タブで図形出力の設定を行います。 詳しくは5.7.8を参考にしてください。
  6. [図形出力]ボタンをクリックします。 図形データがev2d.htmファイルとev3d.htmファイルに出力されます。
  7. [図形出力表示2D]ボタンをクリックするとブラウザでev2d.htmが開かれます。 詳しくは5.5を参考にしてください。
  8. [図形出力表示3D]ボタンをクリックするとブラウザでev3d.htmが開かれます。 詳しくは5.4を参考にしてください。
  9. 図形出力は[図形出力制御]タブの設定を変えて [図形出力]→[図形出力表示2D]または[図形出力表示3D]を繰り返し行うことができます。

(注1)
ブラウザで表示するときは毎回新しいタブが開かれます。 それを避けるには現在のタブ上でF5キーを押すとページが更新されます。 左下にファイル作成日時が表示されますので新しいファイルであることを確認してください。
(注2)
ファイルgeom3d.htmとev2d.htmは毎回上書きされますので、 保存が必要なときはファイル名を変えてください。
(注3)
作業中にときどき安全のために[ファイル]→[上書き保存]または[名前を付けて保存]でファイルを保存してください。
(注4)
[計算]ボタンをクリックするとウィンドウが現れます。 このウィンドウの属性は左上のアイコンをクリックして[プロパティ]メニューで変更することができます。 特に[オプション]タブの[簡易編集モード]はOFFにしてください。 これを行わないと計算中にウィンドウ内をクリックすると計算が停止します。 その他、ウィンドウサイズ、色、フォントなどを変更することができます。

5.7.3 全般タブ

[全般]タブでは各種のデータを入力します。
各項目とキーワードの対応関係は以下の通りです。キーワードの意味は5.3を参考にしてください。

  1. タイトル -> title
  2. 収束条件 -> solver
  3. 吸収境界条件 -> abc
  4. 給電点・観測点周波数 -> frequency1
  5. 遠方界・近傍界周波数 -> frequency2
  6. 計算条件オプション -> pulsewidth, timestep


図5-7-2 全般タブ

5.7.4 メッシュタブ

[メッシュ]タブではメッシュデータを入力します。
各項目とキーワードの対応関係は以下の通りです。キーワードの意味は5.3を参考にしてください。

  1. X方向メッシュ -> xmesh
  2. Y方向メッシュ -> ymesh
  3. Z方向メッシュ -> zmesh
座標は小さい順に入力してください。座標値が空白であると以下のデータは無視されます。


図5-7-3 メッシュタブ

5.7.5 物性値タブ

[物性値]タブでは[物体形状]タブで使用する物性値を登録します。
対応キーワードは"material"です。キーワードの意味は5.3を参考にしてください。
左端をONにするとその行が入力可能になります。上から順に入力してください。
[名前]以外は必須データです。
上から順に物性値番号=2,3,...になります。 物性値番号=0(真空)、物性値番号=1(PEC)は予め登録されていますので入力する必要はありません。


図5-7-4 物性値タブ

5.7.6 物体形状タブ

[物体形状]タブでは物体の形状データを入力します。
対応キーワードは"geometry"です。キーワードの意味は5.3を参考にしてください。
形状単位(ユニット)ごとにページが変わる方式になっています。
現在のユニット番号が左上に表示され、これが編集の対象になっています。
ユニット番号を変更する方法は以下の通りです。

現在編集中のデータはユニットを移動する前に代入されます。

ユニットの編集には以下のボタンを使用します。

現在編集中のデータはユニットを追加・挿入する前に代入されます。

[名前]以外は必須データです。
物体形状では重複部はユニット番号が大きい方の物性値が優先されます。


図5-7-5 物体形状タブ

5.7.7 給電点・観測点タブ

[給電点・観測点]では給電点と観測点のデータを入力します。
左端をONにするとその行が入力可能になります。上から順に入力してください。
各項目とキーワードの対応関係は以下の通りです。キーワードの意味は5.3を参考にしてください。

  1. 給電点 -> feed
  2. 内部抵抗 -> rfeed
  3. 観測点 -> point


図5-7-6 給電点・観測点タブ

5.7.8 図形出力制御タブ

[図形出力制御]タブでは図形出力の項目とそのパラメーターを入力します。
()内は対応するキーワードです。


図5-7-7 図形出力制御タブ

[収束状況(2D)] (plotiter)
収束状況を出力します。5.5.1を参考にしてください。

[周波数特性(2D)] (plotfrequency)
周波数特性を出力します。5.5.2を参考にしてください。

[遠方界面上(2D)] (plotfar1d)
遠方界の面上パターン図を出力します。 複数設定することができます。上から順に左端をONにすると入力可能になります。 5.5.3を参考にしてください。
[面]:

[角度分割数]:360度を分割する数値を入力してください。
[角度]:[phi-const]と[theta-const]のときは角度[度]を入力してください。 それぞれ一定のφとθです。
[円プロット]、[XYプロット]:出力図の形式を選択してください。(far1dstyle)
[θ/φ成分]、[主軸/副軸]、[左右円偏波]:出力する成分を選択してください。(複数選択可) (far1dcomponent)
[スケール]:単位とスケールを設定してください。(far1ddb, far1dscale)

[遠方界全方向(3D)] (plotfar2d)
遠方界の全方向パターン図を出力します。 5.5.4を参考にしてください。
[角度分割数]:θ方向(0-180度)とφ方向(0-360度)の分割数を入力してください。
[成分]:出力する成分を選択してください。(複数選択可) (far2dcomponent)
[スケール]:単位とスケールを設定してください。(far2ddb, far2dscale)

[近傍界線上(2D)] (plotnear1d)
近傍界の線上分布図を出力します。 複数設定することができます。上から順に左端をONにすると入力可能になります。 5.5.5を参考にしてください。
[成分]:E/Ex/Ey/Ez/H/Hx/Hy/Hzから選択してください。
[線の向き]:X方向/Y方向/Z方向から選択してください。線分の範囲は計算領域の端から端までです。
[線の位置]:[線の向き]がX/Y/ZのときそれぞれYZ/ZX/XY座標を入力してください。
[スケール]:単位とスケールを設定してください。(near1ddb, near1dscale)

[近傍界面上(2D+3D)] (plotnear2d)
近傍界の面上分布図を出力します。 複数設定することができます。上から順に左端をONにすると入力可能になります。 5.5.6を参考にしてください。
[成分]:E/Ex/Ey/Ez/H/Hx/Hy/Hzから選択してください。
[面の向き]:X面/Y面/Z面から選択してください。面の範囲は計算領域の端から端までです。
[面の位置]:一定のX座標/Y座標/Z座標を入力してください。
[スケール]:単位とスケールを設定してください。(near2ddb, near2dscale)
[物体を描く]:ONにすると物体形状が重ね書きされます。(near2dobj)

5.7.9 計算設定メニュー

[ツール]→[計算設定]メニューをクリックすると図5-7-8の計算設定ウィンドウが開きます。


図5-7-8 計算設定ウィンドウ

CPU/GPU
計算するハードウェアを[CPU]/[GPU]から選択してください。

CPU
[スレッド数]と[SIMD]を設定してください。 [スレッド数]は物理コア数から論理コア数の間の数を推奨します。

GPU
GPUの実行にはNVIDIAのグラフィックスボードとディスプレイドライバが必要です。
[unified memory]は通常OFF、[デバイス番号]は通常0としてください。

MPI
MPIを使用して複数台のコンピュータのCPUまたはGPUで並列計算を行うには[MPI]をONにして、 各ノード(ホスト)の[ホスト名]と[プロセス数]を入力してください。(注1)(注2)(注3)(注4)
最初のノードは自分自身であり[ホスト名]の"localhost"は変更しないでください。
[プロセス数]にはCPUのときは物理コア数から論理コア数の間、 GPUのときはグラフィックスボードの数を推奨します。 GPUのときは計算開始時にウィンドウにデバイス名が表示されますので確認してください。
(注1)
ホスト名はネットワークコンピュータに表示される名前です。 自分のホスト名を知るにはコマンドプロンプトで"hostname"と行ってください。 またホスト名はIPアドレスでも構いません。
(注2)
MPIを使用して複数台のコンピュータで並列計算を行うには [3]に従って必要な環境をインストールしてください。 (1台のコンピュータで並列計算するときは作業は不要です)
(注3)
1台のコンピュータに複数のグラフィックスボードが実装されているときは、 [MPI]をONにして"localhost"の[プロセス数]にグラフィックスボードの数を入力してください。
(注4)
初回実行時にセキュリティソフトが警告を出したら許可してください。 (MPIは複数のプロセスを起動しますのでマルウェアと認識されることがあります)

その他
すべての設定を初期化するには[初期化]ボタンをクリックしてください。
計算設定ウィンドウの設定はアプリケーション単位で管理され、個々の入力データには保存されません。

5.7.10 オプションメニュー

[ツール]→[オプション]メニューをクリックすると図5-7-9のオプションウィンドウが開きます。
使い方については[ヘルプ]を参考にしてください。
設定を初期化するには[初期化]をクリックしてください。


図5-7-9 オプションウィンドウ

5.7.11 数値出力メニュー

[数値出力]メニューをクリックすると、 それぞれの数値出力ファイルを読み込んでテキストエディタが開きます。
それぞれのファイルの意味は5.6を参考にしてください。