JP2004094674A - メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 - Google Patents
メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004094674A JP2004094674A JP2002255923A JP2002255923A JP2004094674A JP 2004094674 A JP2004094674 A JP 2004094674A JP 2002255923 A JP2002255923 A JP 2002255923A JP 2002255923 A JP2002255923 A JP 2002255923A JP 2004094674 A JP2004094674 A JP 2004094674A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- mesh
- data
- mesh data
- target object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
【課題】電子装置の熱流体解析ツール等に入力するメッシュデータを容易に精度良く生成する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】被解析物体の頂点pを検出する段階と、当該検出頂点を通る格子グリッドgによって被解析物体を直交分割する段階と、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを更に追加する段階とよりなり、当該グリッド追加段階では、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成である。
【選択図】 図8
【解決手段】被解析物体の頂点pを検出する段階と、当該検出頂点を通る格子グリッドgによって被解析物体を直交分割する段階と、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを更に追加する段階とよりなり、当該グリッド追加段階では、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成である。
【選択図】 図8
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置に係り、特に比較的簡易な方法にて精度の高いメッシュデータを生成することが可能なメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ここでメッシュデータとは、コンピュータを利用して構造解析、伝熱解析、流体解析、熱流体解析、電磁場解析等を行う際、所定の構造体をメッシュ分割して個々のメッシュ要素毎にその特性を代表した特性値を求め、当該構造体をそれらのメッシュ要素の集合で近似することによって効率的に該当する解析を行うために求めるデータのことを言う。
【0003】
近年のコンピュータ周辺機器としての電子装置の小型化、軽量化に伴い、これら電子装置、特にプリンタ等が発生する熱の挙動を適切に制御する構造の設計が求められ、そのためには、これら装置内の複雑な構造における熱の挙動を精度良く解析することが必要である。そのための技術として熱流体解析技術が有り、当該解析をコンピュータで行うためのツール、即ちソフトウェアに対して与えるべきデータとしてこのメッシュデータが使用される。
【0004】
このメッシュデータを生成するための手法を開示したものとして、例えば特許文献1がある。この方法は直交差分法と有限要素法のそれぞれの利点を活かし、解析対象が複数の物質或いは領域からなる複雑形状の解析モデルも容易に且つ精度良くメッシュ分割可能とすることを目的としたものである。
【0005】
又、特許文献2では、有限要素法を利用した解析において、要求される解析精度を満たすメッシュサイズのメッシュデータ生成を行い、又、均等メッシュ、不均等メッシュ、ジャンクションメッシュの使い分けを可能とした自動メッシュ分割方法が開示されている。
【0006】
更に、特許文献3では、CAEシステムによる解析に必要な直交メッシュ3次元モデルデータをCADシステムで作成された3次元立体モデルデータから容易に作成可能とすることを目的とした直交差分メッシュデータ作成方法が開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−25293号公報
【特許文献2】
特開平11−25292号公報
【特許文献】
特開平9−185729号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらのいずれの方法も、基本的に複雑な曲面構造物を対象としており、そのためその演算アルゴリズムが比較的複雑であり、その結果、矩形形状の集合と見なされ得るような比較的簡素な構造を有する電子装置等に対しても相当の演算処理量及び演算時間が見込まれる。発明はこの点に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成にて、効果的に対象被解析物体を精度良くメッシュ分割する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、被解析物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割して解析用メッシュデータを得る方法において、被解析物体の頂点を検出する段階と、当該検出頂点を通る格子グリッドによって直交分割する段階よりなる構成とした。
【0009】
このような構成により、比較的簡易な構成にてオリジナルCAD(Computer−Aided Design)データ等の構造情報を保って精度の高いメッシュデータを生成可能である。
【0010】
又、更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなる構成とすることが望ましい。その結果、更に効果的にオリジナルCADデータ等の構造情報を保って精度の高いメッシュデータを生成可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1乃至3と共に、本発明の一実施例を適用可能な熱流体解析ツールとしてのソフトウェアプログラムの動作について説明する。
【0012】
図1は、当該解析ツールにて熱流体解析を行う被解析対象物の一例としての電子装置の斜視図を示す。図示の如く、当該電子装置は筐体10内に多数枚の熱発生源としてのPCB(プリント配線基板)20をPCB台50を介して設け、当該PCBの発生熱を排出するために筐体10には吸気ファン40と排気口30とが設けられている。
【0013】
当該解析ツールでは、オペレータが当該ツールを構成するソフトウェアがインストールされたコンピュータの端末に対して所定の入力動作を行うことによって図1に示す如くの被解析対象物の構造情報を入力する。この場合当該ツールでは被解析対象物の筐体を含む各部品毎に専用のアプリケーションを設け、寸法データを基本として夫々の構成部品の基本特性を加味した入力項目が準備されている。即ち、筐体10は筐体入力用アプリケーションを使用し、吸気ファン40を設ける吸気口、排気口30等の開口は開口入力用アプリケーションを使用して夫々入力し、吸気ファン40は予め準備されたライブラリから該当する項目を選択することで入力する。同様にPCB20もPCB入力用専用ツールが準備されている。
【0014】
このようにして被解析対象物の構造データ入力後、熱流体解析のために環境温度、圧力データの入力、筐体10表面からの放熱量を規定する対流熱伝達率の設定等を行う。
【0015】
ここで上記筐体10に関するデータ入力動作を詳細に述べるに、具体的には、筐体10の寸法、板厚、材質の入力、吸気口、排気口を設ける面の選択及びその座標位置の入力等を行う。上記材質の入力により、該当ツールによって自動的に対応する熱伝導率、板材表面熱放射率等の設定が行われる。又吸気ファン40をライブラリから選択することにより、該当ツールによって自動的に対応する所定のファン特性が設定される。更にファン40については筐体10の厚み方向の設置深さに関するデータも設定する。更に、排気口30については通気抵抗を設定する必要があり、具体的には開口率の設定によって該当ツールによって自動的に算出設定される。その際、開口率も予め準備されているライブラリから選択することによって操作効率を向上可能である。
【0016】
又、PCB20については、その個々の寸法に加え、当該PCBを構成する絶縁体の材質、伝導体の材質、PCBを構成する各配線層の厚さ、配線率の設定、PCB上に搭載する電子部品の発熱量、個数、放射属性等の設定を行う。但し、ここでは個々のPCB20のボード上の各電子部品の温度の挙動を個別に知る必要はないものとし、ボード一面が一様発熱するものとして扱い内部の各電子部品毎の個々の発熱位置、発熱量等は無視するものとする。
【0017】
更に、グリッディングを行う。これは、図1に示す如く入力された各部品の配置及び外形寸法データを基に、当該被解析対象物の内外の所定空間をメッシュ分割する作業である。図1に示される如くに貼り付け設定された全ての部品に対して自動的に各部品の稜線にグリッド(格子)が張られる。一般にはこのグリッドのみでは解析精度が粗すぎるため、グリッドの追加作業を行う。図2の(a)、(b)、(c)はこのグリッド追加作業前の状態を示し、(d)は図1に対応する斜視図を示し、(e)はグリッド追加がなされた状態を示す。このようにグリッド追加作業によって全体的に均一なグリッドが張られることになる。その後実際の熱流体解析の計算手法の選択(圧力、温度方程式の選択)、他の細かい計算条件の設定等を行う。
【0018】
図3はこのような設定作業の後に当該設定を基にして当該電子装置に関してコンピュータが解析ツールによって実行した熱流体解析シミュレーション結果を示す。同図中、(a)は当該被解析対象物体としての電子装置内のPCB台上温度分布、(b)は熱流体フローパターン、(c)は等温度面表示、(d)は装置内の各部品の表面温度を夫々示す。
【0019】
このようにして得られた各部品の温度分布のシミュレーション結果を基に、必要に応じてPCB20の配置、吸気ファン40の容量、吸気口、排気口のサイズ、各部品の材質、寸法、PCBに搭載する部品の耐熱容量等を再吟味し、これらの作業を繰り返すことによって電子装置内部の熱流体の挙動を加味した最適構造設計が効率的に行える。
【0020】
尚、図1に示す如くの各部品の位置及び寸法データの入力では、上述の如くオペレータが各部品毎に寸法、座標位置等を個々に入力せずとも、当該装置の設計の際に得られたCADデータ(IGES,STEP等)を一旦STLデータ等のポリゴンデータに変換して利用することが可能である。具体的には更に図4に示す如く、同図(a)のポリゴンデータを同図(b)の熱流体解析用キューブデータ(直交メッシュ対応)に変換することにより、図1に示す如くの上記熱流体解析ツールに適合した構造面の入力データが得られる。これに対して各部品の特性値(材質、発熱量等)等を設定することによって上述の如く熱流体解析用の設定入力が得られる。
【0021】
なお、このように、熱流体解析ツールに提供するデータを得るためにCADデータをいったんポリゴンデータに変換する。ポリゴンデータは頂点情報をデータ構造としているため、熱流体解析ツールにおける解析時に行われる頂点検索を高速に実行することが可能となる。また、ポリゴンデータはそのデータ構造も単純な構造のため、熱流体解析ツールの処理アルゴリズムも簡略化される。以上の結果として、ポリゴンデータからキューブデータを得ることで、複雑なモデル形状においても効率的な処理が可能となる。
【0022】
又、本発明はこのような熱流体解析ツールに限らず、他の解析ツール、例えば構造解析ツール、電磁場解析ツール等にも適用可能であり、構造解析ツール用では例えば周知のFEMデータ(節点、要素データを含む)、電磁場解析ツール用には例えば周知のサーフェスデータ等の生成の際にも適用可能である。
【0023】
次に、このような種々の解析ツール用のメッシュデータ、例えば熱流体解析ツール用直交メッシュ対応キューブデータの一般的な生成方法に関して説明する。図5はCADオリジナルデータとしての球面データを上記キューブデータに変換する手法について示している。この場合、同図(a)に示す如く、オリジナルCADデータによる対象物体に対してメッシュを張り、メッシュの各要素を構成する立方体中にオリジナルCADデータによる対象物体が占める体積の割合が一定以上の場合等の判断基準によって各メッシュ要素としての立方体を、当該対象物体の要素を成すか否かによって弁別する。その結果、同図(b)に示す如くの直交メッシュ対応キューブデータが得られることになる。
【0024】
次に、図6と共に、このようなキューブデータ生成方法の問題点について説明する。即ち、同図(a)に示す如く、対象物体が、当該対象物体に対して張るメッシュの間隔より狭い幅を有する部分(例えば放熱用フィン等)を含む場合、これに同図(b)に示す如く等間隔直交メッシュを張り、同図(c)に示す如くキューブデータを生成した場合について考える。このような場合、同図(c)に示される如く上記狭い幅の部分が潰れた状態となってしまう。このようなキューブデータを使用して熱流体解析を行った場合、本来放熱フィン等によって得られる放熱効果が無視された形となり、精度の高い解析が望めなくなる。等間隔直交メッシュの間隔をある程度狭くすることによってこの問題の解決が可能であるが、その場合解析計算に要する演算量、演算時間ば増大し、効率的な解析が不可となる恐れがある。
【0025】
図7は本発明の一実施例によるメッシュデータ(キューブデータ)生成法を説明するものであり、当該方法によれば、同図(a)に示す入力データであるCADオリジナルデータから同図(b)に示す如く対象物体の頂点pを検出し、同図(c)に示す如く当該頂点pを通る直交グリッド、即ちメッシュを張る。この方法により、幅の狭い部分もそのままの状態でキューブデータ又はメッシュデータとして取り込むことが可能となる。
【0026】
次に、図8,図9と共に、本発明の一実施例によるメッシュ生成法について詳細に説明する。
【0027】
まず、図8に示すステップS1にて、解析演算の許容演算量に応じたx、y、z各座標軸毎のメッシュ分割数nx、ny、nz、及び対象物体を構成するキューブを成すか否かを判定するための体積占有率(0乃至100%)を設定入力する。図9の例ではx方向のメッシュ分割数nxを10,y方向のメッシュ分割数nyを12と設定したものとする。尚、図9の場合、説明の便宜上、メッシュデータを2次元としてx方向とy方向のみに注目して説明する。
【0028】
次に、各座標軸毎にメッシュ分割処理を実施する。ここではx方向についてのみ説明し(ステップS2、S5乃至S11)、他の方向、即ちy方向(ステップS3)、及びz方向(ステップS4)については、x方向の処理と同様であるため重複説明を省略する。
【0029】
ステップS2では、オリジナルCADデータから検出された対象物体の頂点pの数tと、ステップS1にて設定済みのメッシュ分割数nxとを比較する。図9の例ではx方向の頂点pの数は7であり、nx=10>7のため、ステップS6に進む。尚、ここで検出頂点数tが設定メッシュ分割数nxと同一か或いはそれより大きい場合(ステップS2のNo),ステップS5に進み、図7に示す如く検出された頂点pを通るグリッドg全てを張ってメッシュ分割する。そして、他の座標軸方向y、zにおけるメッシュ分割結果と併せて決定される3次元メッシュによって形成される各要素立方体が当該対象物体を成すか否かをステップS1にて設定済の体積占有率によって判定し、図7(c)に示す如くのキューブデータを得る。
【0030】
他方、ステップS6の場合、頂点間距離、例えば図9(b)の場合、dx1,dx2,...、dx6を夫々測定する。次にステップS7にて、設定メッシュ分割数nxと検出頂点数tとの差mを求める。この値mは、追加可能なグリッドの本数である。図9の例の場合、上記の如く検出頂点数tは7であり、nx=10−7=3、即ち追加可能グリッド本数は3である。次に、ステップS8にて、各頂点間dx1,dx2,...、dx6毎に追加グリッド本数m1,m2,...、m6を各々0に初期化する。
【0031】
更にステップS9にて、各頂点間毎に追加グリッド数に仮に1を加えて当該頂点間距離を除し、即ち、追加グリッドで等分割した場合の個々のグリッド間隔を求め、そこで求められたグリッド間隔が最も広い頂点間の追加グリッド本数に実際に1を加える。そしてステップS10にて、ステップS9にて上述の如くグリッド追加後の総グリッド追加本数を求め、その値がステップS7で求めた追加可能グリッド本数mと同一か否かを判定する。その結果未だ追加可能グリッド本数mに至らない場合、再びステップS9の戻って前回の同ステップにてグリッドを実際に追加した状態において各頂点間距離を更に仮に+1した追加グリッド本数で等分割した際のグリッド間隔を算出してその値が最大となる頂点間の追加グリッド本数に実際に1を加える。そしてその状態でステップS10にて総追加グリッド本数が可能追加グリッド本数に達したか判定する。以降ステップS10の判定結果がYesとなるまでステップS9,S10のループを繰り返す。
【0032】
図9(b)の例の場合、頂点間dx6に対する追加グリッド本数が3となった状態、即ち3本のグリッド(g8,g9,g10)を追加した状態で総追加グリッド本数が3となり、追加可能本数と一致し、その結果総分割数、即ち総グリッド本数は設定値の10(g1乃至g10)となる。
【0033】
そして、ステップS11にて、このようにして決定されたグリッドgを実際に張って該当対象物体をメッシュ分割する。そして、他の座標軸方向y、zにおけるメッシュ分割結果と併せて決定される3次元メッシュによって形成される各要素立方体が対象物体を成すか否かをステップS1にて設定済の体積占有率によって判定し、図9(c)に示す如くのキューブデータ、即ちメッシュデータを得る。
【0034】
そしてステップS12にて、必要に応じてマージ処理を行う。即ち、図9(c)の例の場合、図中の4個のキューブデータc1,c2,c3,c4を一個のキューブデータに纏めることが可能である。この場合、対応するグリッドであるgi、gjも削除する。このようにして適宜マージ処理を行うことにより、解析処理で扱うキューブデータの数量を効果的に減らし、解析演算に要する演算量、演算時間を効果的に低減可能である。但し、このように実際のマージを行うか否かについては解析時の諸々の条件によって決定すべきであり、例え上記の如く単に構造上マージが可能であっても、その部分の解析の精度を高度に維持する必要のある場合にはマージは行わない。
【0035】
この方法では、上記ステップS9の処理により、検出頂点間距離の最も広い部分にグリッドが追加され、以降追加グリッドを含むグリッド間隔が最も広い順にグリッドが追加されてゆくため、より均等なメッシュ分割がなされるようになる。
【0036】
図10は本発明の一実施例を実施可能な一例のコンピュータの構成を示すブロック図である。このコンピュータは、各種演算処理をメモリと共に実行するCPUと、上記メモリと、オペレータが必要なデータ入力等行うための入力部と、CPUにて行われた処理結果等をオペレータに対して表示する表示部と、各種プログラム等を格納する格納部と、CD−ROMドライブと、LAN等の通信網との通信を司るモデムとよりなる。
【0037】
図8,9と共に説明したメッシュデータ生成方法を当該コンピュータに実行させるためのソフトウェアプログラムは、例えばCD−ROMに記録されてCD−ROMドライブによって読み出されて一旦格納部に格納される。それがCPUによって読み出されてCPUはメモリを適宜使用しながら当該ソフトウェアプログラムに従って図8,9と共に説明したメッシュデータ生成方法を実行する。尚、当該ソフトウェアプログラムはCD−ROM以外にLAN経由で他のサーバからダウンロードすることも可能である。
【0038】
このように、本発明によるソフトウェアプログラムがコンピュータに実行されることによって、当該コンピュータを、本発明による特徴を有する手段を備えた装置として実現することが可能である。
【0039】
尚、実際には当該ソフトウェアプログラムは図1乃至3と共に説明した熱流体解析ツールを構成するソフトウェアプログラムと組み合わせて使用されることが望ましい。即ち、本発明の実施例によるメッシュ生成ソフトウェアプログラムによってオリジナルCADデータが図9に示す如くメッシュデータに変換され、このようにして得られたメッシュデータを熱流体解析ツールに対する入力データとして使用する。その結果、被解析物体としての電子装置の各構成部品の寸法及び座標位置の入力、並びにグリッド追加作業は省略可能であり、オペレータは各部品の特性データ、即ち、材質、発熱量等を入力し、解析条件の設定を行うのみで解析シミュレーションを実施可能となる。
【0040】
本発明は以下の付記に示す構成を含む。
【0041】
(付記1)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得る方法であって、
対象物体の頂点を検出する段階と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する段階とよりなるメッシュデータ生成方法。
【0042】
(付記2)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなる付記1に記載のメッシュデータ生成方法。
【0043】
(付記3)
前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記2に記載の方法。
【0044】
(付記4)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす段階よりなる付記1乃至3の内のいずれかに記載のメッシュデータ生成方法。
【0045】
(付記5)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除する段階よりなる付記4に記載のメッシュデータ生成方法。
【0046】
(付記6)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記1乃至5のうちのいずれかに記載のメッシュデータ生成方法。
【0047】
(付記7)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って行われる付記6に記載のメッシュデータ生成方法。
【0048】
(付記8)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得る方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、当該メッシュデータ生成方法は、
対象物体の頂点を検出する段階と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する段階よりなる構成のプログラム。
【0049】
(付記9)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための付記8に記載のプログラム。
【0050】
(付記10)
前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記9に記載のプログラム。
【0051】
(付記11)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための付記8乃至10の内のいずれかに記載のプログラム。
【0052】
(付記12)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除する段階よりなる付記11に記載のプログラム。
【0053】
(付記13)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記8乃至12のうちのいずれかに記載のプログラム。
【0054】
(付記14)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って行われる付記13に記載のプログラム。
【0055】
(付記15)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得るメッシュデータ生成装置であって、
対象物体の頂点を検出する検出手段と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する分割手段とを備えることを特徴とするメッシュデータ生成装置。
【0056】
(付記16)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する追加手段を更に備えることを特徴とする付記15に記載のメッシュデータ生成装置。
【0057】
(付記17)
前記追加手段は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記16に記載のメッシュデータ生成装置。
【0058】
(付記18)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす合成手段を更に備えることを特徴とする付記15乃至17の内のいずれかに記載のメッシュデータ生成装置。
【0059】
(付記19)
前記合成手段は、前記追加手段によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除することを特徴とする付記18に記載のメッシュデータ生成装置。
【0060】
(付記20)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記15乃至19のうちのいずれかに記載のメッシュデータ生成装置。
【0061】
(付記21)
前記合成手段は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って合成を行なう付記20に記載のメッシュデータ生成装置。
【0062】
【発明の効果】
このように本発明によれば、比較的容易に電子装置の熱流体解析ツール等へ入力するメッシュデータを生成可能であり、且つ、比較的簡易な構成にて、当該装置のオリジナルCADデータ等を利用して元の構造情報を極力保持したまま必要最小限のメッシュ要素数の直交分割メッシュデータに変換可能である。その結果、コンピュータに当該方法を実行させる場合演算処理量、演算処理時間を効果的に削減可能であり、電子装置の熱流体解析作業等の大幅な効率化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その1)である。
【図2】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その2)である。
【図3】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その3)である。
【図4】CADデータ等のポリゴンデータを熱流体解析用キューブデータに変換した例を示す図である。
【図5】一般的なメッシュデータ生成法を説明するための図(その1)である。
【図6】一般的なメッシュデータ生成法を説明するための図(その2)である。
【図7】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するための図(その1)である。
【図8】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するための図(その2)である。
【図10】本発明を適用可能なコンピュータの構成を説明するためのブロック図である。
【発明の属する技術分野】
本発明はメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置に係り、特に比較的簡易な方法にて精度の高いメッシュデータを生成することが可能なメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ここでメッシュデータとは、コンピュータを利用して構造解析、伝熱解析、流体解析、熱流体解析、電磁場解析等を行う際、所定の構造体をメッシュ分割して個々のメッシュ要素毎にその特性を代表した特性値を求め、当該構造体をそれらのメッシュ要素の集合で近似することによって効率的に該当する解析を行うために求めるデータのことを言う。
【0003】
近年のコンピュータ周辺機器としての電子装置の小型化、軽量化に伴い、これら電子装置、特にプリンタ等が発生する熱の挙動を適切に制御する構造の設計が求められ、そのためには、これら装置内の複雑な構造における熱の挙動を精度良く解析することが必要である。そのための技術として熱流体解析技術が有り、当該解析をコンピュータで行うためのツール、即ちソフトウェアに対して与えるべきデータとしてこのメッシュデータが使用される。
【0004】
このメッシュデータを生成するための手法を開示したものとして、例えば特許文献1がある。この方法は直交差分法と有限要素法のそれぞれの利点を活かし、解析対象が複数の物質或いは領域からなる複雑形状の解析モデルも容易に且つ精度良くメッシュ分割可能とすることを目的としたものである。
【0005】
又、特許文献2では、有限要素法を利用した解析において、要求される解析精度を満たすメッシュサイズのメッシュデータ生成を行い、又、均等メッシュ、不均等メッシュ、ジャンクションメッシュの使い分けを可能とした自動メッシュ分割方法が開示されている。
【0006】
更に、特許文献3では、CAEシステムによる解析に必要な直交メッシュ3次元モデルデータをCADシステムで作成された3次元立体モデルデータから容易に作成可能とすることを目的とした直交差分メッシュデータ作成方法が開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−25293号公報
【特許文献2】
特開平11−25292号公報
【特許文献】
特開平9−185729号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらのいずれの方法も、基本的に複雑な曲面構造物を対象としており、そのためその演算アルゴリズムが比較的複雑であり、その結果、矩形形状の集合と見なされ得るような比較的簡素な構造を有する電子装置等に対しても相当の演算処理量及び演算時間が見込まれる。発明はこの点に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成にて、効果的に対象被解析物体を精度良くメッシュ分割する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、被解析物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割して解析用メッシュデータを得る方法において、被解析物体の頂点を検出する段階と、当該検出頂点を通る格子グリッドによって直交分割する段階よりなる構成とした。
【0009】
このような構成により、比較的簡易な構成にてオリジナルCAD(Computer−Aided Design)データ等の構造情報を保って精度の高いメッシュデータを生成可能である。
【0010】
又、更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなる構成とすることが望ましい。その結果、更に効果的にオリジナルCADデータ等の構造情報を保って精度の高いメッシュデータを生成可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1乃至3と共に、本発明の一実施例を適用可能な熱流体解析ツールとしてのソフトウェアプログラムの動作について説明する。
【0012】
図1は、当該解析ツールにて熱流体解析を行う被解析対象物の一例としての電子装置の斜視図を示す。図示の如く、当該電子装置は筐体10内に多数枚の熱発生源としてのPCB(プリント配線基板)20をPCB台50を介して設け、当該PCBの発生熱を排出するために筐体10には吸気ファン40と排気口30とが設けられている。
【0013】
当該解析ツールでは、オペレータが当該ツールを構成するソフトウェアがインストールされたコンピュータの端末に対して所定の入力動作を行うことによって図1に示す如くの被解析対象物の構造情報を入力する。この場合当該ツールでは被解析対象物の筐体を含む各部品毎に専用のアプリケーションを設け、寸法データを基本として夫々の構成部品の基本特性を加味した入力項目が準備されている。即ち、筐体10は筐体入力用アプリケーションを使用し、吸気ファン40を設ける吸気口、排気口30等の開口は開口入力用アプリケーションを使用して夫々入力し、吸気ファン40は予め準備されたライブラリから該当する項目を選択することで入力する。同様にPCB20もPCB入力用専用ツールが準備されている。
【0014】
このようにして被解析対象物の構造データ入力後、熱流体解析のために環境温度、圧力データの入力、筐体10表面からの放熱量を規定する対流熱伝達率の設定等を行う。
【0015】
ここで上記筐体10に関するデータ入力動作を詳細に述べるに、具体的には、筐体10の寸法、板厚、材質の入力、吸気口、排気口を設ける面の選択及びその座標位置の入力等を行う。上記材質の入力により、該当ツールによって自動的に対応する熱伝導率、板材表面熱放射率等の設定が行われる。又吸気ファン40をライブラリから選択することにより、該当ツールによって自動的に対応する所定のファン特性が設定される。更にファン40については筐体10の厚み方向の設置深さに関するデータも設定する。更に、排気口30については通気抵抗を設定する必要があり、具体的には開口率の設定によって該当ツールによって自動的に算出設定される。その際、開口率も予め準備されているライブラリから選択することによって操作効率を向上可能である。
【0016】
又、PCB20については、その個々の寸法に加え、当該PCBを構成する絶縁体の材質、伝導体の材質、PCBを構成する各配線層の厚さ、配線率の設定、PCB上に搭載する電子部品の発熱量、個数、放射属性等の設定を行う。但し、ここでは個々のPCB20のボード上の各電子部品の温度の挙動を個別に知る必要はないものとし、ボード一面が一様発熱するものとして扱い内部の各電子部品毎の個々の発熱位置、発熱量等は無視するものとする。
【0017】
更に、グリッディングを行う。これは、図1に示す如く入力された各部品の配置及び外形寸法データを基に、当該被解析対象物の内外の所定空間をメッシュ分割する作業である。図1に示される如くに貼り付け設定された全ての部品に対して自動的に各部品の稜線にグリッド(格子)が張られる。一般にはこのグリッドのみでは解析精度が粗すぎるため、グリッドの追加作業を行う。図2の(a)、(b)、(c)はこのグリッド追加作業前の状態を示し、(d)は図1に対応する斜視図を示し、(e)はグリッド追加がなされた状態を示す。このようにグリッド追加作業によって全体的に均一なグリッドが張られることになる。その後実際の熱流体解析の計算手法の選択(圧力、温度方程式の選択)、他の細かい計算条件の設定等を行う。
【0018】
図3はこのような設定作業の後に当該設定を基にして当該電子装置に関してコンピュータが解析ツールによって実行した熱流体解析シミュレーション結果を示す。同図中、(a)は当該被解析対象物体としての電子装置内のPCB台上温度分布、(b)は熱流体フローパターン、(c)は等温度面表示、(d)は装置内の各部品の表面温度を夫々示す。
【0019】
このようにして得られた各部品の温度分布のシミュレーション結果を基に、必要に応じてPCB20の配置、吸気ファン40の容量、吸気口、排気口のサイズ、各部品の材質、寸法、PCBに搭載する部品の耐熱容量等を再吟味し、これらの作業を繰り返すことによって電子装置内部の熱流体の挙動を加味した最適構造設計が効率的に行える。
【0020】
尚、図1に示す如くの各部品の位置及び寸法データの入力では、上述の如くオペレータが各部品毎に寸法、座標位置等を個々に入力せずとも、当該装置の設計の際に得られたCADデータ(IGES,STEP等)を一旦STLデータ等のポリゴンデータに変換して利用することが可能である。具体的には更に図4に示す如く、同図(a)のポリゴンデータを同図(b)の熱流体解析用キューブデータ(直交メッシュ対応)に変換することにより、図1に示す如くの上記熱流体解析ツールに適合した構造面の入力データが得られる。これに対して各部品の特性値(材質、発熱量等)等を設定することによって上述の如く熱流体解析用の設定入力が得られる。
【0021】
なお、このように、熱流体解析ツールに提供するデータを得るためにCADデータをいったんポリゴンデータに変換する。ポリゴンデータは頂点情報をデータ構造としているため、熱流体解析ツールにおける解析時に行われる頂点検索を高速に実行することが可能となる。また、ポリゴンデータはそのデータ構造も単純な構造のため、熱流体解析ツールの処理アルゴリズムも簡略化される。以上の結果として、ポリゴンデータからキューブデータを得ることで、複雑なモデル形状においても効率的な処理が可能となる。
【0022】
又、本発明はこのような熱流体解析ツールに限らず、他の解析ツール、例えば構造解析ツール、電磁場解析ツール等にも適用可能であり、構造解析ツール用では例えば周知のFEMデータ(節点、要素データを含む)、電磁場解析ツール用には例えば周知のサーフェスデータ等の生成の際にも適用可能である。
【0023】
次に、このような種々の解析ツール用のメッシュデータ、例えば熱流体解析ツール用直交メッシュ対応キューブデータの一般的な生成方法に関して説明する。図5はCADオリジナルデータとしての球面データを上記キューブデータに変換する手法について示している。この場合、同図(a)に示す如く、オリジナルCADデータによる対象物体に対してメッシュを張り、メッシュの各要素を構成する立方体中にオリジナルCADデータによる対象物体が占める体積の割合が一定以上の場合等の判断基準によって各メッシュ要素としての立方体を、当該対象物体の要素を成すか否かによって弁別する。その結果、同図(b)に示す如くの直交メッシュ対応キューブデータが得られることになる。
【0024】
次に、図6と共に、このようなキューブデータ生成方法の問題点について説明する。即ち、同図(a)に示す如く、対象物体が、当該対象物体に対して張るメッシュの間隔より狭い幅を有する部分(例えば放熱用フィン等)を含む場合、これに同図(b)に示す如く等間隔直交メッシュを張り、同図(c)に示す如くキューブデータを生成した場合について考える。このような場合、同図(c)に示される如く上記狭い幅の部分が潰れた状態となってしまう。このようなキューブデータを使用して熱流体解析を行った場合、本来放熱フィン等によって得られる放熱効果が無視された形となり、精度の高い解析が望めなくなる。等間隔直交メッシュの間隔をある程度狭くすることによってこの問題の解決が可能であるが、その場合解析計算に要する演算量、演算時間ば増大し、効率的な解析が不可となる恐れがある。
【0025】
図7は本発明の一実施例によるメッシュデータ(キューブデータ)生成法を説明するものであり、当該方法によれば、同図(a)に示す入力データであるCADオリジナルデータから同図(b)に示す如く対象物体の頂点pを検出し、同図(c)に示す如く当該頂点pを通る直交グリッド、即ちメッシュを張る。この方法により、幅の狭い部分もそのままの状態でキューブデータ又はメッシュデータとして取り込むことが可能となる。
【0026】
次に、図8,図9と共に、本発明の一実施例によるメッシュ生成法について詳細に説明する。
【0027】
まず、図8に示すステップS1にて、解析演算の許容演算量に応じたx、y、z各座標軸毎のメッシュ分割数nx、ny、nz、及び対象物体を構成するキューブを成すか否かを判定するための体積占有率(0乃至100%)を設定入力する。図9の例ではx方向のメッシュ分割数nxを10,y方向のメッシュ分割数nyを12と設定したものとする。尚、図9の場合、説明の便宜上、メッシュデータを2次元としてx方向とy方向のみに注目して説明する。
【0028】
次に、各座標軸毎にメッシュ分割処理を実施する。ここではx方向についてのみ説明し(ステップS2、S5乃至S11)、他の方向、即ちy方向(ステップS3)、及びz方向(ステップS4)については、x方向の処理と同様であるため重複説明を省略する。
【0029】
ステップS2では、オリジナルCADデータから検出された対象物体の頂点pの数tと、ステップS1にて設定済みのメッシュ分割数nxとを比較する。図9の例ではx方向の頂点pの数は7であり、nx=10>7のため、ステップS6に進む。尚、ここで検出頂点数tが設定メッシュ分割数nxと同一か或いはそれより大きい場合(ステップS2のNo),ステップS5に進み、図7に示す如く検出された頂点pを通るグリッドg全てを張ってメッシュ分割する。そして、他の座標軸方向y、zにおけるメッシュ分割結果と併せて決定される3次元メッシュによって形成される各要素立方体が当該対象物体を成すか否かをステップS1にて設定済の体積占有率によって判定し、図7(c)に示す如くのキューブデータを得る。
【0030】
他方、ステップS6の場合、頂点間距離、例えば図9(b)の場合、dx1,dx2,...、dx6を夫々測定する。次にステップS7にて、設定メッシュ分割数nxと検出頂点数tとの差mを求める。この値mは、追加可能なグリッドの本数である。図9の例の場合、上記の如く検出頂点数tは7であり、nx=10−7=3、即ち追加可能グリッド本数は3である。次に、ステップS8にて、各頂点間dx1,dx2,...、dx6毎に追加グリッド本数m1,m2,...、m6を各々0に初期化する。
【0031】
更にステップS9にて、各頂点間毎に追加グリッド数に仮に1を加えて当該頂点間距離を除し、即ち、追加グリッドで等分割した場合の個々のグリッド間隔を求め、そこで求められたグリッド間隔が最も広い頂点間の追加グリッド本数に実際に1を加える。そしてステップS10にて、ステップS9にて上述の如くグリッド追加後の総グリッド追加本数を求め、その値がステップS7で求めた追加可能グリッド本数mと同一か否かを判定する。その結果未だ追加可能グリッド本数mに至らない場合、再びステップS9の戻って前回の同ステップにてグリッドを実際に追加した状態において各頂点間距離を更に仮に+1した追加グリッド本数で等分割した際のグリッド間隔を算出してその値が最大となる頂点間の追加グリッド本数に実際に1を加える。そしてその状態でステップS10にて総追加グリッド本数が可能追加グリッド本数に達したか判定する。以降ステップS10の判定結果がYesとなるまでステップS9,S10のループを繰り返す。
【0032】
図9(b)の例の場合、頂点間dx6に対する追加グリッド本数が3となった状態、即ち3本のグリッド(g8,g9,g10)を追加した状態で総追加グリッド本数が3となり、追加可能本数と一致し、その結果総分割数、即ち総グリッド本数は設定値の10(g1乃至g10)となる。
【0033】
そして、ステップS11にて、このようにして決定されたグリッドgを実際に張って該当対象物体をメッシュ分割する。そして、他の座標軸方向y、zにおけるメッシュ分割結果と併せて決定される3次元メッシュによって形成される各要素立方体が対象物体を成すか否かをステップS1にて設定済の体積占有率によって判定し、図9(c)に示す如くのキューブデータ、即ちメッシュデータを得る。
【0034】
そしてステップS12にて、必要に応じてマージ処理を行う。即ち、図9(c)の例の場合、図中の4個のキューブデータc1,c2,c3,c4を一個のキューブデータに纏めることが可能である。この場合、対応するグリッドであるgi、gjも削除する。このようにして適宜マージ処理を行うことにより、解析処理で扱うキューブデータの数量を効果的に減らし、解析演算に要する演算量、演算時間を効果的に低減可能である。但し、このように実際のマージを行うか否かについては解析時の諸々の条件によって決定すべきであり、例え上記の如く単に構造上マージが可能であっても、その部分の解析の精度を高度に維持する必要のある場合にはマージは行わない。
【0035】
この方法では、上記ステップS9の処理により、検出頂点間距離の最も広い部分にグリッドが追加され、以降追加グリッドを含むグリッド間隔が最も広い順にグリッドが追加されてゆくため、より均等なメッシュ分割がなされるようになる。
【0036】
図10は本発明の一実施例を実施可能な一例のコンピュータの構成を示すブロック図である。このコンピュータは、各種演算処理をメモリと共に実行するCPUと、上記メモリと、オペレータが必要なデータ入力等行うための入力部と、CPUにて行われた処理結果等をオペレータに対して表示する表示部と、各種プログラム等を格納する格納部と、CD−ROMドライブと、LAN等の通信網との通信を司るモデムとよりなる。
【0037】
図8,9と共に説明したメッシュデータ生成方法を当該コンピュータに実行させるためのソフトウェアプログラムは、例えばCD−ROMに記録されてCD−ROMドライブによって読み出されて一旦格納部に格納される。それがCPUによって読み出されてCPUはメモリを適宜使用しながら当該ソフトウェアプログラムに従って図8,9と共に説明したメッシュデータ生成方法を実行する。尚、当該ソフトウェアプログラムはCD−ROM以外にLAN経由で他のサーバからダウンロードすることも可能である。
【0038】
このように、本発明によるソフトウェアプログラムがコンピュータに実行されることによって、当該コンピュータを、本発明による特徴を有する手段を備えた装置として実現することが可能である。
【0039】
尚、実際には当該ソフトウェアプログラムは図1乃至3と共に説明した熱流体解析ツールを構成するソフトウェアプログラムと組み合わせて使用されることが望ましい。即ち、本発明の実施例によるメッシュ生成ソフトウェアプログラムによってオリジナルCADデータが図9に示す如くメッシュデータに変換され、このようにして得られたメッシュデータを熱流体解析ツールに対する入力データとして使用する。その結果、被解析物体としての電子装置の各構成部品の寸法及び座標位置の入力、並びにグリッド追加作業は省略可能であり、オペレータは各部品の特性データ、即ち、材質、発熱量等を入力し、解析条件の設定を行うのみで解析シミュレーションを実施可能となる。
【0040】
本発明は以下の付記に示す構成を含む。
【0041】
(付記1)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得る方法であって、
対象物体の頂点を検出する段階と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する段階とよりなるメッシュデータ生成方法。
【0042】
(付記2)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなる付記1に記載のメッシュデータ生成方法。
【0043】
(付記3)
前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記2に記載の方法。
【0044】
(付記4)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす段階よりなる付記1乃至3の内のいずれかに記載のメッシュデータ生成方法。
【0045】
(付記5)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除する段階よりなる付記4に記載のメッシュデータ生成方法。
【0046】
(付記6)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記1乃至5のうちのいずれかに記載のメッシュデータ生成方法。
【0047】
(付記7)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って行われる付記6に記載のメッシュデータ生成方法。
【0048】
(付記8)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得る方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、当該メッシュデータ生成方法は、
対象物体の頂点を検出する段階と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する段階よりなる構成のプログラム。
【0049】
(付記9)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための付記8に記載のプログラム。
【0050】
(付記10)
前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記9に記載のプログラム。
【0051】
(付記11)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための付記8乃至10の内のいずれかに記載のプログラム。
【0052】
(付記12)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除する段階よりなる付記11に記載のプログラム。
【0053】
(付記13)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記8乃至12のうちのいずれかに記載のプログラム。
【0054】
(付記14)
前記メッシュ要素同士の合成によってメッシュ要素数を減らす段階は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って行われる付記13に記載のプログラム。
【0055】
(付記15)
対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得るメッシュデータ生成装置であって、
対象物体の頂点を検出する検出手段と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する分割手段とを備えることを特徴とするメッシュデータ生成装置。
【0056】
(付記16)
更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する追加手段を更に備えることを特徴とする付記15に記載のメッシュデータ生成装置。
【0057】
(付記17)
前記追加手段は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の付記16に記載のメッシュデータ生成装置。
【0058】
(付記18)
更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす合成手段を更に備えることを特徴とする付記15乃至17の内のいずれかに記載のメッシュデータ生成装置。
【0059】
(付記19)
前記合成手段は、前記追加手段によって追加された格子グリッドを所定の条件によって削除することを特徴とする付記18に記載のメッシュデータ生成装置。
【0060】
(付記20)
更に格子グリッドによる直交分割によって得られるメッシュデータは、各メッシュ要素中に占める対象物体の体積率によって当該メッシュ要素が対象物体を成すか否かを判定することによって得られるものである付記15乃至19のうちのいずれかに記載のメッシュデータ生成装置。
【0061】
(付記21)
前記合成手段は、当該メッシュ同士の合成によっても対象物体を成すメッシュ要素によって形成される形状が実質的に変化しない場合に限って合成を行なう付記20に記載のメッシュデータ生成装置。
【0062】
【発明の効果】
このように本発明によれば、比較的容易に電子装置の熱流体解析ツール等へ入力するメッシュデータを生成可能であり、且つ、比較的簡易な構成にて、当該装置のオリジナルCADデータ等を利用して元の構造情報を極力保持したまま必要最小限のメッシュ要素数の直交分割メッシュデータに変換可能である。その結果、コンピュータに当該方法を実行させる場合演算処理量、演算処理時間を効果的に削減可能であり、電子装置の熱流体解析作業等の大幅な効率化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その1)である。
【図2】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その2)である。
【図3】本発明を適用可能な熱流体解析ツールの動作を説明するための図(その3)である。
【図4】CADデータ等のポリゴンデータを熱流体解析用キューブデータに変換した例を示す図である。
【図5】一般的なメッシュデータ生成法を説明するための図(その1)である。
【図6】一般的なメッシュデータ生成法を説明するための図(その2)である。
【図7】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するための図(その1)である。
【図8】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の一実施例によるメッシュデータ生成方法を説明するための図(その2)である。
【図10】本発明を適用可能なコンピュータの構成を説明するためのブロック図である。
Claims (5)
- 対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得る方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、当該メッシュデータ生成方法は、
対象物体の頂点を検出する段階と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する段階よりなる構成のプログラム。 - 更に前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための請求項1に記載のプログラム。
- 前記検出頂点間を等分割する格子グリッドを追加する段階は、その等分割によって得られるグリッド間隔が最も大きくなる検出頂点間から順に格子グリッドを追加してゆく構成の請求項2に記載のプログラム。
- 更に格子グリッドによる分割によって得られたメッシュデータにおいて、所定の条件によってメッシュ要素同士を合成してメッシュ要素数を減らす段階よりなるメッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるための請求項1乃至3の内のいずれか一項に記載のプログラム。
- 対象物体を互いに直交する格子グリッドにてメッシュ状に直交分割してメッシュデータを得るメッシュデータ生成装置であって、
対象物体の頂点を検出する検出手段と、
当該検出頂点を通る格子グリッドによって対象物体を直交分割する分割手段とを備えることを特徴とするメッシュデータ生成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255923A JP2004094674A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 |
US10/641,007 US7228519B2 (en) | 2002-08-30 | 2003-08-15 | Program for causing a computer to execute a method of generating mesh data and apparatus for generating mesh data |
US11/698,142 US20070124720A1 (en) | 2002-08-30 | 2007-01-26 | Program for causing a computer to execute a method of generating mesh data and apparatus for generating mesh data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255923A JP2004094674A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004094674A true JP2004094674A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32061289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002255923A Pending JP2004094674A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7228519B2 (ja) |
JP (1) | JP2004094674A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006209629A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Fujitsu Ltd | 有限要素法を用いた構造解析方法 |
JP2007026159A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Fujitsu Ltd | プリント基板解析モデル生成装置及びプログラム |
JP2007249642A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Nec Corp | 電磁界解析装置 |
JP2010262497A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Taisei Corp | 配置計画支援装置 |
US7952578B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-05-31 | Fujitsu Limited | Support apparatus, design support program, and design support method |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4720964B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2011-07-13 | 日本電気株式会社 | Fem解析方法、プログラム、およびシステム |
US20080129730A1 (en) * | 2004-09-14 | 2008-06-05 | Rockwood Alyn P | Method and apparatus of feature frame modeling for representing objects and shapes |
US7596482B2 (en) * | 2006-05-25 | 2009-09-29 | Dell Products L.P. | System and method to analyze and determine ampacity risks on PCB interconnections |
JP4475293B2 (ja) * | 2007-05-18 | 2010-06-09 | パナソニック株式会社 | 解析メッシュ作成方法および解析メッシュ作成装置 |
JP5056393B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2012-10-24 | 富士通株式会社 | 解析モデル作成装置及び方法並びにプログラム |
US8401827B2 (en) * | 2008-04-14 | 2013-03-19 | Daa Draexlmaier Automotive Of America Llc | Processing device and method for structure data representing a physical structure |
JP5210284B2 (ja) * | 2009-10-28 | 2013-06-12 | 株式会社日立製作所 | 熱流体圧力データ評価装置 |
US8818544B2 (en) | 2011-09-13 | 2014-08-26 | Stratasys, Inc. | Solid identification grid engine for calculating support material volumes, and methods of use |
US9636872B2 (en) | 2014-03-10 | 2017-05-02 | Stratasys, Inc. | Method for printing three-dimensional parts with part strain orientation |
US11699008B2 (en) * | 2019-08-23 | 2023-07-11 | Ansys, Inc. | Non-conformal domain decomposition with imprints at interfaces with boundaries for finite element analysis |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2838968B2 (ja) * | 1994-01-31 | 1998-12-16 | 日本電気株式会社 | 半導体デバイスシミュレータのメッシュ生成方法 |
US5946479A (en) * | 1995-05-25 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and device for generating mesh for use in numerical analysis |
JPH09185729A (ja) | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Honda Motor Co Ltd | 直交差分メッシュの作成方法 |
JPH1125293A (ja) | 1997-07-02 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | メッシュ生成方法 |
JPH1125292A (ja) | 1997-07-02 | 1999-01-29 | Hitachi Eng Co Ltd | メッシュ分割装置及び分割方法 |
JP3045280B2 (ja) * | 1997-07-24 | 2000-05-29 | 日本電気株式会社 | シミュレーション用メッシュ生成方法 |
JP3963334B2 (ja) * | 1997-10-14 | 2007-08-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | メッシング方法及び装置 |
TW388921B (en) * | 1997-11-28 | 2000-05-01 | Nippon Electric Co | Semiconductor process device simulation method and storage medium storing simulation program |
US6453275B1 (en) * | 1998-06-19 | 2002-09-17 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (Imec Vzw) | Method for locally refining a mesh |
US6910001B2 (en) * | 2000-03-22 | 2005-06-21 | Schlumberger Technology Corp. | Distributed multiresolution geometry modeling system and method |
JP3511498B2 (ja) * | 2000-06-19 | 2004-03-29 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | メッシュ生成システム、設計支援システム、解析システム、メッシュ生成方法及び記憶媒体 |
US6526550B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-02-25 | General Electric Company | Analyzing characteristics of geometries |
JP3853602B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2006-12-06 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置への入力データ作成方法および作成装置 |
US7076117B2 (en) * | 2001-06-19 | 2006-07-11 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for cut-and-paste editing of multiresolution surfaces |
US6806874B2 (en) * | 2001-07-24 | 2004-10-19 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for providing sharp features on multiresolution subdivision surfaces |
US6989830B2 (en) * | 2002-07-01 | 2006-01-24 | Alias Systems Corp. | Accurate boolean operations for subdivision surfaces and relaxed fitting |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002255923A patent/JP2004094674A/ja active Pending
-
2003
- 2003-08-15 US US10/641,007 patent/US7228519B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-26 US US11/698,142 patent/US20070124720A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006209629A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Fujitsu Ltd | 有限要素法を用いた構造解析方法 |
JP2007026159A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Fujitsu Ltd | プリント基板解析モデル生成装置及びプログラム |
JP2007249642A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Nec Corp | 電磁界解析装置 |
US7952578B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-05-31 | Fujitsu Limited | Support apparatus, design support program, and design support method |
JP2010262497A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Taisei Corp | 配置計画支援装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7228519B2 (en) | 2007-06-05 |
US20070124720A1 (en) | 2007-05-31 |
US20040210425A1 (en) | 2004-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070124720A1 (en) | Program for causing a computer to execute a method of generating mesh data and apparatus for generating mesh data | |
George et al. | A parallel 3D dendritic growth simulator using the phase-field method | |
Brahme et al. | 3D reconstruction of microstructure in a commercial purity aluminum | |
Hur et al. | Determination of fabricating orientation and packing in SLS process | |
US20030204343A1 (en) | Electromagnetic field analysis method based on FDTD method, medium representation method in electromagnetic field analysis, simulation device, and storage medium | |
US7933751B2 (en) | Method, apparatus and computer program providing broadband preconditioning based on reduced coupling for numerical solvers | |
US5453934A (en) | Method for use in designing an arbitrarily shaped object | |
JPH0830811A (ja) | 有限要素解析する対象のモデルを構成するモデル発生器及び方法 | |
Liu et al. | Memory-efficient modeling and slicing of large-scale adaptive lattice structures | |
US11119466B2 (en) | Implicit method and an algorithm for flexible functionally tailorable slicing for additive manufacturing | |
Fausty et al. | A 2D level set finite element grain coarsening study with heterogeneous grain boundary energies | |
US9075943B2 (en) | Mesh number prediction method, analyzing apparatus and computer-readable storage medium | |
O’Hara et al. | Efficient analysis of transient heat transfer problems exhibiting sharp thermal gradients | |
Gerace et al. | A model-integrated localized collocation meshless method for large scale three-dimensional heat transfer problems | |
CN115310309A (zh) | 校准模型与计算物理模拟集成 | |
US7467077B2 (en) | Mesh model creating method, simulation apparatus and computer-readable storage medium | |
CN117131832A (zh) | 一种仿真元器件的构建方法、装置及存储介质 | |
WO2016151782A1 (ja) | 3次元造形システム、3次元造形物の製造方法、情報処理装置、3次元造形物の放熱用構造生成方法および3次元造形物の放熱用構造生成プログラム | |
JP2004094675A (ja) | メッシュデータ生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びメッシュデータ生成装置 | |
JP3807911B2 (ja) | 解析装置、解析方法および解析プログラムを記録した記録媒体 | |
EP4198798A1 (en) | Hybrid grid for data center computational fluid dynamics analysis | |
JPH08221386A (ja) | 流れ解析装置 | |
JP2008276468A (ja) | 流体解析用の格子生成装置および流体解析用の格子生成プログラム | |
CN101689213B (zh) | 设计支持装置及设计支持方法 | |
WO2023104354A1 (en) | Method and system employing boundary element method with adaptive order for acoustic emission and scattering analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080818 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080930 |