構造解析ツールOpenRadiossの活用【01:導入方法と動作確認】

この文書では、Windows11上で構造解析ツールOpenRadiossを活用する方法を紹介します。

「OpenRadioss」は、Altairが開発した商用有限要素解析ツールで、以下の通り2022年9月にオープンソースで公開されました。
https://altairjp.co.jp/newsroom/news-releases/open-radioss

公式サイトはこちらです。
https://openradioss.org/

オープンCAE学会での情報ウエブ。
https://wiki.opencae.or.jp/index.php/OpenRadioss

OpenRadissとはなにか

Google検索で、AIの回答を見ると以下の通りです。

• 概要
  OpenRadiossとは、Altair Radiossという商用解析ソフトウェアをオープンソース化した、動的非線形問題解析用の有限要素法ソルバーです。ユーザーは無償で利用、カスタマイズ、再配布が可能で、衝突解析や落下試験などの物理的なテストをシミュレーションで置き換え、製品開発の効率化に貢献します。
• 主要な特徴
  動的解析特化：衝突、衝撃、落下などの過渡的な動的事象を正確にシミュレーションするために設計されています。
  オープンソース：ソースコードが公開されているため、誰でも無償で利用、改良、再配布が可能です。
  並列処理能力：大規模な解析に対応できる高い並列処理能力を備えています。
  コスト削減と開発サイクルの短縮：物理テストのシミュレーションへの置き換えにより、開発コストの削減と開発サイクルの短縮を目指します。
  製品性能の評価と最適化：動的負荷がかかる非線形性の高い問題に対して、製品の性能評価と最適化を支援します。
• 主な活用例
  自動車産業：:自動車の衝突試験やエアバッグの展開解析。
  電子機器：:スマートフォンなどの落下試験における応力解析。
  その他：:材料の塑性挙動や接触面間の力学的挙動の解析など。

活用例にはないですが、建設系の構造解析にも活用が期待されています。これまで商用ツールとして販売されていた完成度の高いツールであり、ドキュメントも揃っており高度な解析機能を持っています。
ただし公開は解析ソルバーのみなので、プリポストや支援ツールなどは、利用者が用意する必要があります。その部分も追って紹介します。
オープンソースツールですので、ソースコードをビルドして利用することが前提ですが、ビルド済みバイナリも公開されているので、手軽に資料できます。

解析環境の準備

ここでは、「Windows11」を解析環境として、ビルド済みのOpenRadiossを導入して、各種の支援ツールを徐々に構築してゆきます。
ここでは、Windows Update を実施して、執筆時点の最新版にしています。Windows のスタートボタン横の検索で、winver コマンドを検索して実行すると、「バージョン24H2（OSビルド26100.6584）」となっていました。

今後の展開で各種ツールを導入する都合で、Cドライブ直下に「C:\DEXCS」フォルダを作って、ここにインストールしてゆきます。

なお、OpenRadiossは、MPI並列処理が可能ですが、ここでは最も単純な検証として、コマンド実行による逐次処理とGUIツールによるOpenMP並列処理の実行をためしてみます。

インストールの手順

公式サイトの「Download」から進んで、以下のダウンロード用のGithubサイトに接続します。
https://github.com/OpenRadioss/OpenRadioss/releases

ここでは、執筆時点では最新版「Last stable build on 20250730」がありますが、なぜか自分の環境では可視化ファイルの変換が正常にできません。
そこで下のほうにある「Last stable build on 20250717」を利用します。「Assets」を押してダウンロードファイル一覧を表示します。
このなかで、インストール用ファイル「OpenRadioss_win64.zip（318MB）」をダウンロードします。
Windows のダウンロードフォルダに、上記のファイルが保存されます。

このファイルを、右クリックメニュー「すべて展開」を選択し、「展開」します。
ダウンロードフォルダにできた「OpenRadioss_win64」フォルダを、「C:\DEXCS」に移動します。

OpneRadiossのインストールフォルダ「OpenRadioss_win64」内に、作業用フォルダ「Work」を作ります。

動作確認用ファイルの準備

動作確認用の解析データは、メッシュ、境界条件、物性設定等の解析に必要なデータ設定済みであるチュートリアルデータ「Cell Phone Drop Test」を、以下からダウンロードして利用します。
https://openradioss.atlassian.net/wiki/spaces/OPENRADIOSS/pages/11141156/Cell+Phone+Drop+Test

上記のサイトから「Model Files (7MB)」からダウンロードします。
ダウンロードフォルダの「Cell_Phone_Drop.zip」をすべて展開し、できた「Cell_Phone_Drop」フォルダを、作業用フォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work」に移動します。
このフォルダには、以下の2つのファイルがあります。
Cell_Phone_Drop_0000.rad 40.4MB
Cell_Phone_Drop_0001.rad 1.0KB

OpenRadiossの実行準備

OpenRadiossには、解析実行用のGUIツールが付属しており、これはPythonが必要になります。解析を行うWindowsに、Pythonが導入されているかを確認するために、Windows11の「PowerShell」を、スタートなどから起動します。ここでコマンド「python」を実行してみます。

インストールされていない場合には、最近のWindowsはよく出来ていて、Microsoft Storeが起動して、執筆時点ではPython 3.13の導入が可能になります。表示されたMicrosoft Storeの「入手」から進めます。ツールが「インストール済み」になったらツールを閉じます。

改めてPowerShell上で、pythonを実行すると「Python 3.13.7」が起動します。プロンプト「>>>」に対しては「Ctrl＋d」で終了します。これでGUIツールの準備ができました。

OpenRadiossのコマンド実行

ここではまず、OpenRadiossをコマンドを直接に実行する手順を説明します。ただし、環境設定や多数のファイル処理が必要なので、Windowsのバッチファイルを作成して実行します。
本資料で参考にしている以下のQiitaページ「だいたい１００分ではじめるOpenRadiossチュートリアル」を確認します。

メモ帳を開いて、ファイル「exec.bat」を、「Cell_Phone_Drop」フォルダの中に作成します。以上の導入手順通りの場合には、以下の内容となります。異なる場合には、ディレクトリ名などを読み替えてください。
このバッチファイルではコマンドとして、OpenRadiossの実行形式のインストールフォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\OpenRadioss\exec」内にある、最後の２行で「starter_win64_sp.exe」と「engine_win64_sp.exe」を実行します。

echo 
set OPENRADIOSS_PATH=C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\OpenRadioss
set RAD_CFG_PATH=%OPENRADIOSS_PATH%\hm_cfg_files
set RAD_H3D_PATH=%OPENRADIOSS_PATH%\extlib\h3d\lib\win64
set KMP_STACKSIZE=400m
set PATH=%OPENRADIOSS_PATH%\extlib\hm_reader\win64;%PATH% 
set PATH=%OPENRADIOSS_PATH%\extlib\intelOneAPI_runtime\win64;%PATH%

set DataFolder=C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop\
set DataFile1=Cell_Phone_Drop_0000.rad
set DataFile2=Cell_Phone_Drop_0001.rad

call %OPENRADIOSS_PATH%\exec\starter_win64_sp.exe -i %DataFolder%%DataFile1%
call %OPENRADIOSS_PATH%\exec\engine_win64_sp.exe -i %DataFolder%%DataFile2%

OpenRadiossの例題実行

PowerShellを起動して、先ほどの実行用ファイルを作成したフォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop」に、cdで移動してください。
ここで、「./exec.bat」で、OpenRadiossを用いて、Cell_Phone_Dropの例題を実行します。

PS C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop> dir
    Directory: C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop
Mode                 LastWriteTime         Length Name
----                 -------------         ------ ----
-a---          2025/09/23     5:09       42378237 Cell_Phone_Drop_0000.rad
-a---          2025/09/23     5:09            576 Cell_Phone_Drop_0001.rad
-a---          2025/09/27     7:36            628 exec.bat
PS C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop> .\exec.bat

暫く（Corei9-13980HXの逐次処理で35分）待つと、以下のような解析結果ファイルと、可視化用ファイルができます。
解析結果ファイル
Cell_Phone_Drop_0000_0001.rst　　Cell_Phone_Drop_0000.out
Cell_Phone_Drop_0001_0001.rst　　Cell_Phone_Drop_0001.out
可視化用ファイル
Cell_Phone_DropA001　...　29550825 Cell_Phone_DropA100

解析結果の可視化準備

可視化用ファイル「Cell_Phone_DropA001...29550825 Cell_Phone_DropA100」を、可視化ツールParaViewで利用できるVTKファイルに変換します。

メモ帳を開いて、ファイル「post.bat」を、「Cell_Phone_Drop」フォルダの中に作成します。以上の導入手順通りの場合には、以下の内容となります。異なる場合には、ディレクトリ名などを読み替えてください。
このバッチファイルではコマンドとして、OpenRadiossの実行形式のインストールフォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\OpenRadioss\exec」内にある、「anim_to_vtk_win64.exe」を実行します。

@echo off
@setlocal enabledelayedexpansion

set num=1
set chk=Cell_Phone_DropA

pause
for %%i in (*) do (
    echo %%i | find "%chk%" >NUL
    if not ERRORLEVEL 1 (
        echo %%i | find ".vtk" >NUL
        if ERRORLEVEL 1 (
            call C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\OpenRadioss\exec\anim_to_vtk_win64.exe %%i > %%i.vtk 2>&1
        )
    )
)

Windows11の「PowerShell」を、スタートなどから起動します。
先ほどの実行用ファイルを作成したフォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop」に、cdで移動してください。
ここで、「./post.bat」で、可視化用ファイルを変換します。変換ですが処理に時間が必要で、Corei9-13980HX逐次処理で58分待ちました。

ParaViewでの解析結果の可視化

ここで準備したVTKファイルは、可視化ツールParaViewで確認することができます。以下のサイトからダウンロードして、Windowsのインストールファイルの指示に従って導入しておいてください。なおバージョンの指定などはありません。執筆時点の最新版ならば「ParaView-6.0.1-Windows-Python3.12-msvc2017-AMD64.msi」を利用します。
https://www.paraview.org/download/

まずParaViewを起動したら、例題フォルダ「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop」の「Cell_Phone_DropA..vtk」を選択して読み込んだら、「Apply」ボタンから可視化します。詳しい手順は、本資料で参考にしている以下のQiitaページ「だいたい１００分ではじめるOpenRadiossチュートリアル」を見てください。

OpenRadiossのGUI実行ツール

次は、OpenRadioss付属のGUI実行ツールを用いて実行してみます。この手順でインストールしたOpenRadioss（C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\OpenRadioss）には、「openradioss_gui」の中に解析実行用のGUIツールがあって、「OpenRadioss_gui.bat」で起動します。これをダブルクリックで起動します。セキュリティの警告は大丈夫なので、「実行」します。

起動したGUIツールを用いて、例題「Cell_Phone_Drop」を設定し実行します。
・大きな枠の右のボタンから、「C:\DEXCS\OpenRadioss_win64\Work\Cell_Phone_Drop」にあるOpenRadiossの設定ファイル「Cell_Phone_Drop_0000.rad」を選択します。
・左下の「-nt」は、OpenMPの共有メモリ並列の設定なので、解析するマシンのCPUのコア数を設定します。ここでは８にします。
・解析結果のアニメーションファイルをVTKに変換したいので、「Run Options」押して、「Anim - vtk」を選択して設定します。
・これで解析実行できるので、「Add Job」ボタンを押します。確認には「OK」で進めます。

解析が実行されると、「Cell_Phone_Drop」のログパネルが表示され、ステップ毎の解析のログが表示されます。タスクマネージャーで見ると８コアで、解析が実行される様子が確認できます。続いて、Anim-vtkツールより、アニメーションファイルの可視化が行われ、これも８コアで実行されます。

この実行では８並列で処理が進むので、解析に３分、変換に８分でした。