JP5045347B2 - Data mapping method - Google Patents
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本発明は、例えば流体が流通する内部空間を有する構造物について作成した構造解析モデル等のような第1解析モデルに、該構造物とは別の物体について該第1解析モデルとは解析手法を異にして作成した第2解析モデル(例えば上記内部空間の流体について作成した流体解析モデル)のデータを付与するデータマッピング方法に関する技術分野に属する。 In the present invention, for example, a first analysis model such as a structure analysis model created for a structure having an internal space in which a fluid flows is used, and an analysis method is used for an object different from the structure. The present invention belongs to a technical field related to a data mapping method for assigning data of a second analysis model created differently (for example, a fluid analysis model created for the fluid in the internal space).
従来より、例えばエンジンのシリンダヘッドでは、シリンダヘッドの3次元設計データから、多数の要素(メッシュ)からなる構造解析モデルを作成するとともに、シリンダヘッドの内部空間を流れる冷却水等の流体について、多数の要素(メッシュ)からなる流体解析モデルを作成し、上記構造解析モデルにおいてシリンダヘッドの上記流体と熱のやり取りを行う面(つまり内部空間(流体)に接する面)に相当する部分にある各要素に、流体解析モデル表面の要素(流体解析モデルにおいて流体のシリンダヘッドに接する面に相当する部分にある要素である境界要素)のデータ(温度及び熱伝達率)を付与(データマッピング)して、その構造解析モデルで伝熱計算や応力計算を行い、これによりシリンダヘッドの熱伝導解析や熱応力解析を行うようにしている。 Conventionally, for example, in an engine cylinder head, a structural analysis model composed of a large number of elements (mesh) is created from the three-dimensional design data of the cylinder head, and a large number of fluids such as cooling water flowing in the internal space of the cylinder head are used. A fluid analysis model consisting of the elements (mesh) is created, and each element in a portion corresponding to the surface of the cylinder head that exchanges heat with the fluid (that is, the surface in contact with the internal space (fluid)) in the structural analysis model The data (temperature and heat transfer coefficient) of the element of the fluid analysis model surface (boundary element that is an element corresponding to the surface in contact with the cylinder head of the fluid in the fluid analysis model) is given (data mapping), The structural analysis model performs heat transfer calculations and stress calculations. They are to perform.
上記のようなデータマッピングの作業は、例えば特許文献1に示されているように、コンピュータで自動で行うことができ、作業者が手動で行う場合に比べて短時間に行うことができる。
ところで、上記シリンダヘッドのような内部空間を有する構造物について作成した構造解析モデルに、該内部空間の流体について作成した流体解析モデルのデータを付与する場合、その構造解析モデルにおいて上記構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある要素を抽出して、その抽出した要素に対して、該要素に対応する流体解析モデルの要素のデータを付与する。ここで、上記構造解析モデルにおける上記内部空間に相当する部分と上記流体解析モデルとは同じ形状をなしており、該部分に流体解析モデルを重ねたときに流体解析モデル表面における上記抽出した各要素に接する要素が、該抽出した要素に対応する流体解析モデルの要素となる。 By the way, when the data of the fluid analysis model created for the fluid in the internal space is given to the structural analysis model created for the structure having an internal space such as the cylinder head, the internal structure of the structure is included in the structural analysis model. An element in a portion corresponding to a surface in contact with the space is extracted, and data of an element of the fluid analysis model corresponding to the element is assigned to the extracted element. Here, the portion corresponding to the internal space in the structural analysis model and the fluid analysis model have the same shape, and the extracted elements on the surface of the fluid analysis model when the fluid analysis model is superimposed on the portion. The element in contact with is an element of the fluid analysis model corresponding to the extracted element.
上記構造解析モデルから抽出した各要素に対応する流体解析モデルの要素の特定は、コンピュータで自動で行うことができる。すなわち、上記構造解析モデルにおける上記内部空間に相当する部分と上記流体解析モデルとの同じ部分が同じ座標となるように、該両モデルについて共通の3次元座標軸を設定しておき、上記抽出した要素毎に、該要素の座標位置と上記流体解析モデル表面の全境界要素の座標位置とを比較することで、上記抽出した要素の座標位置に近い座標位置にある境界要素を選択して、該選択した境界要素を、上記抽出した要素に対応する流体解析モデルの要素として特定する。 Identification of elements of the fluid analysis model corresponding to each element extracted from the structural analysis model can be automatically performed by a computer. That is, a common three-dimensional coordinate axis is set for both models so that the same part of the structural analysis model corresponding to the internal space and the same part of the fluid analysis model have the same coordinates, and the extracted element Each time, the boundary position at the coordinate position close to the coordinate position of the extracted element is selected by comparing the coordinate position of the element with the coordinate position of all boundary elements on the surface of the fluid analysis model. The boundary element thus identified is identified as an element of the fluid analysis model corresponding to the extracted element.
しかし、上記の特定方法では、上記抽出した要素毎に、該要素の座標位置と流体解析モデル表面における全境界要素の座標位置とを比較する必要があるため、その作業に時間がかかるという問題がある。特に近年では要素数が多くなる傾向にあり、このため、特定作業をコンピュータで自動で行うにしても、その作業時間がかなり長くなってしまう。 However, in the above specific method, for each of the extracted elements, it is necessary to compare the coordinate position of the element with the coordinate positions of all boundary elements on the surface of the fluid analysis model. is there. Particularly, in recent years, the number of elements tends to increase. For this reason, even if a specific operation is automatically performed by a computer, the operation time becomes considerably long.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記構造解析モデル及び流体解析モデルのように解析手法が互いに異なる第1及び第2解析モデルを作成して、第1解析モデルにおいて構造物の所定部位に相当する部分にある要素(データを付与すべき要素)に第2解析モデルのデータを付与する際に、第1解析モデルにおける上記所定部位に相当する部分にある要素に対応する第2解析モデルの要素(境界要素)を短時間で特定できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to create first and second analysis models having different analysis methods such as the structural analysis model and the fluid analysis model. When the data of the second analysis model is given to the element (element to which data is to be given) in the portion corresponding to the predetermined part of the structure in the first analysis model, it corresponds to the predetermined part in the first analysis model An object of the present invention is to be able to specify the element (boundary element) of the second analysis model corresponding to the element in the portion in a short time.
上記の目的を達成するために、この発明では、コンピュータの制御演算部が、第1解析モデルから構造物の所定部位に相当する部分にある全要素(データを付与すべき要素)を抽出し、第1及び第2解析モデルについて共通の3次元座標軸を設定し、この3次元座標軸で定義される、第1解析モデルが存在する空間を、該第1解析モデルにおいて上記抽出した要素で構成される部分が複数の第1解析側領域に跨るように、該複数の第1解析側領域に分割し、上記3次元座標軸で定義される、第2解析モデルが存在する空間を、上記複数の第1解析側領域にそれぞれ対応するように複数の第2解析側領域に分割し、上記抽出した要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある第2解析モデルの境界要素の中から、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定するようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the control calculation unit of the computer extracts all elements (elements to which data is to be added) in a portion corresponding to a predetermined part of the structure from the first analysis model, A common three-dimensional coordinate axis is set for the first and second analysis models, and a space in which the first analysis model exists, which is defined by the three-dimensional coordinate axes, is composed of the extracted elements in the first analysis model. A space where the second analysis model exists, which is defined by the three-dimensional coordinate axes, is divided into the plurality of first analysis side regions so that the portion extends over the plurality of first analysis side regions. The boundary element of the second analysis model in the second analysis side region corresponding to the first analysis side region to which the extracted element belongs is divided into a plurality of second analysis side regions so as to correspond to the analysis side regions, respectively. Extracted from the inside And to identify the elements of the second analysis model corresponding to the element.
具体的には、請求項1の発明では、構造物について作成した、多数の要素からなる第1解析モデルにおいて該構造物の所定部位に相当する部分にある該各要素に、該所定部位に接する、該構造物とは別の物体について、上記第1解析モデルとは解析手法を異にして作成した、多数の要素からなる第2解析モデルのデータを付与する、コンピュータによるデータマッピング方法を対象とする。 Specifically, in the first aspect of the present invention, each element in a portion corresponding to a predetermined portion of the structure is in contact with the predetermined portion in the first analysis model composed of a large number of elements created for the structure. The object of the present invention is to provide a data mapping method by a computer that gives data of a second analysis model consisting of a large number of elements, which is created by using an analysis method different from that of the first analysis model for an object different from the structure. To do.
そして、上記コンピュータは、演算処理を行う演算処理部を有するものであり、上記演算処理部が、上記第1解析モデルから上記構造物の所定部位に相当する部分にある全要素を抽出する抽出ステップと、上記演算処理部が、上記第1及び第2解析モデルについて共通の3次元座標軸(X軸、Y軸及びZ軸)を設定して、該3次元座標軸で定義される空間において上記第1及び第2解析モデルが、上記構造物及び上記物体と同じ位置関係になるようにする座標軸設定ステップと、上記演算処理部が、上記3次元座標軸で定義される、上記第1解析モデルが存在する空間を、該第1解析モデルにおいて上記抽出ステップで抽出した要素で構成される部分が複数の第1解析側領域に跨るように、該複数の第1解析側領域に分割する第1分割ステップと、上記演算処理部が、上記3次元座標軸で定義される、上記第2解析モデルが存在する空間を、上記複数の第1解析側領域にそれぞれ対応するように複数の第2解析側領域に分割する第2分割ステップと、上記演算処理部が、上記第2解析モデルにおいて上記物体における上記所定部位に接する面に相当する部分にある要素である境界要素の中から、上記抽出ステップで抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定する特定ステップと、上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素に、上記特定ステップで特定した要素のデータを付与するデータ付与ステップとを含み、上記特定ステップは、上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある上記第2解析モデルの上記境界要素の中から、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定するステップであるものとする。 The computer includes an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing, and the arithmetic processing unit extracts all elements in a portion corresponding to a predetermined part of the structure from the first analysis model. And the arithmetic processing unit sets a common three-dimensional coordinate axis (X axis, Y axis, and Z axis) for the first and second analysis models, and the first processing unit in a space defined by the three-dimensional coordinate axis. And a coordinate axis setting step for causing the second analysis model to be in the same positional relationship as the structure and the object, and the first analysis model in which the arithmetic processing unit is defined by the three-dimensional coordinate axis. A first division step that divides the space into the plurality of first analysis side regions so that a portion composed of the elements extracted in the extraction step in the first analysis model straddles the plurality of first analysis side regions. When, the processing unit is defined by the three-dimensional coordinate axes, a space where the second analysis model is present, the plurality of second analysis-side region so as to correspond to each of the plurality of first analysis-side region The second dividing step for dividing, and the arithmetic processing unit extracted in the extraction step from boundary elements that are elements in a portion corresponding to the surface of the object that touches the predetermined part in the second analysis model. A specifying step for specifying an element of the second analysis model corresponding to the element, and a data adding step for adding data of the element specified in the specifying step to the element extracted in the extracting step by the arithmetic processing unit. , the specific steps, the arithmetic processing unit, the second analysis in the second analysis-side region corresponding to the first analysis-side region extracted in the extracting step element belongs From among the boundary element Dell, it assumed to be a step of specifying the elements of the second analysis model corresponding to the extracted element.
上記のデータマッピング方法により、抽出ステップで、第1解析モデルから構造物の所定部位に相当する部分にある全要素、つまり第2解析モデルのデータを付与すべき要素が抽出され、座標軸設定ステップで、両モデルについて共通の3次元座標軸が設定され、第1分割ステップで、上記3次元座標軸で定義される、第1解析モデルが存在する空間が、複数の第1解析側領域に分割され、第2分割ステップで、上記3次元座標軸で定義される、第2解析モデルが存在する空間が、上記複数の第1解析側領域にそれぞれ対応するように複数の第2解析側領域に分割される。そして、特定ステップで、上記第2解析モデルの境界要素の中から、上記抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素が特定され、データ付与ステップで、上記抽出した要素に、上記特定した要素のデータが付与される。 According to the above data mapping method, in the extraction step, all elements in the portion corresponding to the predetermined part of the structure, that is, elements to which the data of the second analysis model is to be added are extracted from the first analysis model, and in the coordinate axis setting step A common three-dimensional coordinate axis is set for both models, and in the first division step, the space defined by the three-dimensional coordinate axis in which the first analysis model exists is divided into a plurality of first analysis-side regions, In the two division step, the space defined by the three-dimensional coordinate axis and in which the second analysis model exists is divided into a plurality of second analysis side regions so as to correspond to the plurality of first analysis side regions, respectively. Then, in the specifying step, the element of the second analysis model corresponding to the extracted element is specified from the boundary elements of the second analysis model, and in the data providing step, the specified element is included in the extracted element. Is given.
上記特定ステップにおいては、上記抽出した要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある第2解析モデルの境界要素の中から、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素が特定される。この結果、上記抽出した要素の座標位置と第2解析モデルの全境界要素の座標位置とを比較する必要はなくなり、上記抽出した1つの要素の比較対象要素数を低減することができる。したがって、第1解析モデルから抽出した、データを付与すべき要素に対応する第2解析モデルの要素を短時間で特定することができるようになり、延いては、データマッピング全体の作業時間を短縮することができる。 In the specifying step, the second analysis model corresponding to the extracted element is selected from the boundary elements of the second analysis model in the second analysis side area corresponding to the first analysis side area to which the extracted element belongs. Elements are identified. As a result, it is not necessary to compare the coordinate positions of the extracted elements with the coordinate positions of all the boundary elements of the second analysis model, and the number of comparison target elements of the extracted one element can be reduced. Therefore, it becomes possible to specify the elements of the second analysis model extracted from the first analysis model and corresponding to the elements to which the data is to be added in a short time, thereby reducing the work time of the entire data mapping. can do.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記特定ステップは、上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素毎に、該要素の座標位置と該要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある上記第2解析モデルの全境界要素の座標位置とを比較することで、上記抽出した要素の座標位置に最も近い座標位置にある第2解析モデルの境界要素を選択して、該選択した境界要素を、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素として特定するステップであるものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the specifying step includes, for each element extracted by the arithmetic processing unit, the coordinate position of the element and a first analysis side region to which the element belongs. The boundary of the second analysis model at the coordinate position closest to the coordinate position of the extracted element is compared with the coordinate positions of all the boundary elements of the second analysis model in the second analysis side region corresponding to It is assumed that this is a step of selecting an element and specifying the selected boundary element as an element of the second analysis model corresponding to the extracted element.
すなわち、第2解析モデルの要素の大きさが第1解析モデルの要素よりも小さくて、第1解析モデルから抽出した各要素に対応する第2解析モデルの要素が複数ある場合には、これら複数の要素のデータを平均する等して当該抽出した要素に付与することも考えられが、このようにすると、平均する等の余分な作業時間がかかる。しかし、本発明では、上記抽出した要素の座標位置に最も近い座標位置にある1つの境界要素のみを、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素として特定するので、複数の要素のデータを平均する等といった余分な作業時間がかかることはなく、また、抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素の特定も容易になる。よって、データマッピング全体の作業時間をより一層短縮することができる。一方、上記抽出した各要素に、1つの要素のデータしか付与しない場合であっても、例えば構造物の熱伝導解析や熱応力解析の結果に大きな影響を与えることはなく、大きな問題は生じない。 That is, when the size of the element of the second analysis model is smaller than the element of the first analysis model and there are a plurality of elements of the second analysis model corresponding to each element extracted from the first analysis model, the plurality of these It is conceivable to add the extracted element data to the extracted element by, for example, averaging the data. However, in this case, an extra work time such as averaging is required. However, in the present invention, only one boundary element at the coordinate position closest to the coordinate position of the extracted element is specified as the element of the second analysis model corresponding to the extracted element. It is not necessary to take extra work time such as averaging and the elements of the second analysis model corresponding to the extracted elements can be easily specified. Therefore, the work time of the entire data mapping can be further reduced. On the other hand, even if only one element data is given to each extracted element, for example, the result of the heat conduction analysis or the thermal stress analysis of the structure is not greatly affected, and no major problem occurs. .
請求項3の発明では、請求項1又は2の発明において、上記第1分割ステップは、上記演算処理部が、上記第1解析モデルにおいて上記抽出ステップで抽出した要素で構成される部分の中心を求めて、上記第1解析モデルが存在する空間を、該中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある第一の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある第二の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある第三の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある第四の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある第五の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある第六の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある第七の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある第八の第1解析側領域との8つの第1解析側領域に分割するステップであり、上記第2分割ステップは、上記演算処理部が、上記第2解析モデルにおいて表面の要素で構成される部分の中心を求めて、上記第2解析モデルが存在する空間を、該中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第一の第1解析側領域に対応する第一の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第二の第1解析側領域に対応する第二の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第三の第1解析側領域に対応する第三の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第四の第1解析側領域に対応する第四の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第五の第1解析側領域に対応する第五の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第六の第1解析側領域に対応する第六の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第七の第1解析側領域に対応する第七の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第八の第1解析側領域に対応する第八の第2解析側領域との8つの第2解析側領域に分割するステップであるものとする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the first division step includes a center of a portion configured by the element extracted by the extraction step in the first analysis model by the arithmetic processing unit. The space where the first analysis model is found is determined with respect to the center, the first first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis positive side, and the X axis positive side. , A second first analysis side region on the Y axis positive side and the Z axis negative side, a third first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis negative side and the Z axis positive side, and the X axis A fourth first analysis side region on the positive side, the Y-axis negative side, and the Z-axis negative side; a fifth first analysis-side region on the X-axis negative side, the Y-axis positive side, and the Z-axis positive side; Sixth first analysis side region on the X-axis negative side, Y-axis positive side, and Z-axis negative side, and a seventh first analysis-side region on the X-axis negative side, Y-axis negative side, and Z-axis positive side X axis negative side, Y axis A step of dividing into eight first analysis-side region of the eighth of the first analysis-side region on the side and the Z-axis negative side, the second division step, the arithmetic processing unit, the second analysis model The center of the portion composed of the surface elements is obtained, and the space where the second analysis model exists is located on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis positive side with respect to the center. The first second analysis side region corresponding to the first first analysis side region, and the second first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis negative side correspond to the second first analysis side region. A second second analysis side region, a third second analysis side region corresponding to the third first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side, and X A fourth second analysis side region corresponding to the fourth first analysis side region, an X axis negative side, a Y axis positive side, and a Z axis on the positive axis side, the Y axis negative side, and the Z axis negative side Positive The fifth second analysis side region corresponding to the fifth first analysis side region, and the sixth first analysis side on the X axis negative side, the Y axis positive side, and the Z axis negative side A sixth second analysis side region corresponding to the region, and a seventh second analysis side corresponding to the seventh first analysis side region on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side Eight second analysis side regions including the region and the eighth second analysis side region corresponding to the eighth first analysis side region on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis negative side It is assumed that the step is a division step.
このことにより、各第2解析側領域にある第2解析モデルの境界要素数を略均一にすることができ、抽出したいずれの要素についても比較対象要素数を、第2解析モデルの全境界要素と比較する場合の約1/8に減らすことができる。また、第1及び第2解析モデルが存在する空間の分割を容易に行うことができる。よって、分割時間の増加を抑制しつつ、抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素の特定作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。 As a result, the number of boundary elements of the second analysis model in each second analysis side region can be made substantially uniform, and the number of comparison target elements for any of the extracted elements can be set to all boundary elements of the second analysis model. Can be reduced to about 1/8 of In addition, the space where the first and second analysis models exist can be easily divided. Therefore, it is possible to significantly reduce the time required for specifying the element of the second analysis model corresponding to the extracted element while suppressing an increase in the division time.
以上説明したように、本発明のデータマッピング方法によると、コンピュータの制御演算部が、第1及び第2解析モデルについて設定した共通の3次元座標軸で定義される、第1及び第2解析モデルが存在する空間を、互いに対応する複数の第1及び第2解析側領域にそれぞれ分割して、第1解析モデルから抽出した要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある第2解析モデルの境界要素の中から、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定するようにしたことにより、抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素の特定作業にかかる時間を短縮することができ、延いては、データマッピング全体の作業時間を短縮することができる。 As described above, according to the data mapping method of the present invention , the first and second analysis models defined by the common three-dimensional coordinate axes set by the control calculation unit of the computer for the first and second analysis models are obtained. The existing space is divided into a plurality of first and second analysis side regions corresponding to each other, and is in the second analysis side region corresponding to the first analysis side region to which the element extracted from the first analysis model belongs. By specifying the element of the second analysis model corresponding to the extracted element from the boundary elements of the second analysis model, it is necessary to specify the element of the second analysis model corresponding to the extracted element. The time can be shortened, and the work time of the entire data mapping can be shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、第1解析モデルを、流体が流通する内部空間を有する構造物について作成した構造解析モデルとし、第2解析モデルを、該構造物の内部空間の流体(構造物の所定部位としての内部空間に接する面に接する、該構造物とは別の物体)について作成した流体解析モデルとし、上記構造物の熱伝導解析や熱応力解析を行うようにする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the first analysis model is a structure analysis model created for a structure having an internal space through which fluid flows, and the second analysis model is a fluid in the internal space of the structure (as a predetermined part of the structure). And a fluid analysis model created for an object that is in contact with a surface in contact with the internal space of the structure and is separate from the structure), and conducts heat conduction analysis and thermal stress analysis of the structure.
図1は、上記構造物の熱伝導解析や熱応力解析を行う場合の作業手順を示す。本実施形態では、上記内部空間は、構造物の外部に開放する開放部を有しており、この開放部を通じて内部空間に上記流体が流入出するようになっているが、この内部空間は閉塞されたものであってもよい。尚、以下の各フローチャートのステップは、基本的にはコンピュータが行う処理であるが、作業者が行う処理も含まれており、作業者が行う場合には、その旨を明示する。 FIG. 1 shows an operation procedure when conducting heat conduction analysis or thermal stress analysis of the structure. In the present embodiment, the internal space has an open part that opens to the outside of the structure, and the fluid flows into and out of the internal space through the open part. It may be what was done. The steps of the following flowcharts are basically processes performed by a computer, but also include processes performed by an operator. When an operator performs the process, the fact is clearly indicated.
最初に、流体が流通する内部空間を有する構造物の3次元(3D)設計データ(例えばCADデータ)を、該3次元設計データを記憶した記憶装置から入力する(ステップS1)。 First, three-dimensional (3D) design data (for example, CAD data) of a structure having an internal space through which fluid flows is input from a storage device that stores the three-dimensional design data (step S1).
続いて、上記3D設計データから、上記内部空間の流体について、多数の要素(テトラメッシュやヘキサメッシュ等)からなる流体解析モデルを作成する(ステップS2)。この流体解析モデルの作成は、既存の有限要素法汎用ソフトを用いて行う。そして、作業者が、上記流体の境界条件を設定して(ステップS3)、上記流体解析モデル及び境界条件に基づいて流体計算(熱流体解析)を実行し(ステップS4)、その計算結果である各要素毎のデータ(温度及び熱伝達率)を出力するポスト処理を行う(ステップS5)。 Subsequently, a fluid analysis model including a large number of elements (tetramesh, hexamesh, etc.) is created for the fluid in the internal space from the 3D design data (step S2). The fluid analysis model is created using existing general-purpose finite element software. Then, the operator sets the boundary condition of the fluid (step S3), executes the fluid calculation (thermal fluid analysis) based on the fluid analysis model and the boundary condition (step S4), and shows the calculation result. Post processing for outputting data (temperature and heat transfer coefficient) for each element is performed (step S5).
一方、上記流体についての熱流体解析と並行して、上記3D設計データから、上記構造物について、多数の要素(テトラメッシュやヘキサメッシュ等)からなる構造解析モデルを作成する(ステップS6)。この構造解析モデルも、流体解析モデルと同様に、既存の有限要素法汎用ソフトを用いて行う。尚、構造解析モデルの要素の大きさは、流体解析モデルの要素の大きさよりも大きい。 On the other hand, in parallel with the thermal fluid analysis for the fluid, a structural analysis model composed of a large number of elements (tetramesh, hexamesh, etc.) is created for the structure from the 3D design data (step S6). Similar to the fluid analysis model, this structural analysis model is also performed using existing general-purpose finite element method software. Note that the size of the element of the structural analysis model is larger than the size of the element of the fluid analysis model.
続いて、上記構造解析モデルから上記構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある全要素、つまり上記流体解析モデルのデータを付与すべき要素(以下、境界条件設定対象要素という)を抽出し(ステップS7)、その抽出した全境界条件設定対象要素(後述の基準要素を含む)を出力する(ステップS8)。 Subsequently, all elements in the portion corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure, that is, elements to which the data of the fluid analysis model should be added (hereinafter referred to as boundary condition setting target elements) are extracted from the structural analysis model. Then, the extracted all boundary condition setting target elements (including reference elements described later) are output (step S8).
次いで、上記抽出した境界条件設定対象要素に、上記流体解析モデルのデータを付与する(流体解析モデルのデータを境界条件として設定する)データマッピングを行い(ステップS9)、構造解析モデルにおいて上記付与されたデータを、伝熱計算(又は熱応力計算)のための入力ファイルに取り込み(ステップS10)、構造解析モデルにおいて伝熱計算(又は熱応力計算)を実行し(ステップS11)、その計算結果である各要素毎のデータ(温度又は熱応力)を出力するポスト処理を行う(ステップS12)。 Next, data mapping is performed to assign the fluid analysis model data to the extracted boundary condition setting target element (the fluid analysis model data is set as the boundary condition) (step S9), and the above-described assignment is given to the structural analysis model. The obtained data is taken into an input file for heat transfer calculation (or thermal stress calculation) (step S10), and heat transfer calculation (or thermal stress calculation) is executed in the structural analysis model (step S11). Post processing for outputting data (temperature or thermal stress) for each element is performed (step S12).
本実施形態では、上記ステップS7における境界条件設定対象要素の抽出は、具体的には、図2のフローチャートの如く行う。 In the present embodiment, the extraction of the boundary condition setting target element in step S7 is specifically performed as shown in the flowchart of FIG.
すなわち、最初に、作業者が、上記構造解析モデルにおいて上記構造物の外表面に相当する部分にある要素(つまり構造解析モデルの外表面にある要素)を指定し(ステップS21)、続いて、作業者が、上記構造解析モデルにおいて上記構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある全要素の中から、上記開放部近傍に相当する部分にある任意の要素(作業者が目視可能な要素)を基準要素として設定する(ステップS22)。この基準要素は、上記境界条件設定対象要素となるものである。 That is, first, an operator designates an element in a portion corresponding to the outer surface of the structure in the structural analysis model (that is, an element on the outer surface of the structural analysis model) (step S21). The operator can select any element in the portion corresponding to the vicinity of the open portion from among all the elements in the portion corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure in the structural analysis model (visible to the operator). Element) is set as a reference element (step S22). This reference element is the boundary condition setting target element.
そして、上記構造解析モデルにおいて上記基準要素を核にして、それに次々に隣接する、上記内部空間に接する面に相当する部分にある要素を境界条件設定対象要素として抽出する。具体的には、上記基準要素(後述のステップS28から戻ってきたときには、後述のステップS25で抽出した境界条件設定対象要素)に隣接する、上記構造物の表面(外表面及び内部空間に接する面)に相当する部分にある要素を選択し(ステップS23)、その選択した要素が、上記ステップS21で指定した、構造物の外表面に相当する部分にある要素であるか否かを判定する(ステップS24)。 Then, in the structural analysis model, the element in the portion corresponding to the surface in contact with the internal space adjacent to the reference element is extracted as a boundary condition setting target element. Specifically, the surface of the structure (the surface in contact with the outer surface and the inner space) adjacent to the reference element (the boundary condition setting target element extracted in step S25 described later when returning from step S28 described later). ) Is selected (step S23), and it is determined whether or not the selected element is an element in the portion corresponding to the outer surface of the structure designated in step S21 (step S23). Step S24).
上記選択した要素が、外表面に相当する部分にある要素でない、つまり内部空間に接する面に相当する部分にある要素であるとき(ステップS24の判定がNOであるとき)には、上記選択した要素を境界条件設定対象要素として抽出して(ステップS25)、その後に、境界条件設定対象要素の数をカウントアップし(ステップS26)、しかる後にステップS28に進む。 When the selected element is not an element in a portion corresponding to the outer surface, that is, an element in a portion corresponding to a surface in contact with the internal space (when the determination in step S24 is NO), the selected element is selected. Elements are extracted as boundary condition setting target elements (step S25), and then the number of boundary condition setting target elements is counted up (step S26), and then the process proceeds to step S28.
一方、上記選択した要素が、外表面に相当する部分にある要素であるとき(ステップS24の判定がYESであるとき)には、上記選択した要素を境界条件設定対象要素として抽出しないで(ステップS27)、ステップS28に進む。 On the other hand, when the selected element is an element in a portion corresponding to the outer surface (when the determination in step S24 is YES), the selected element is not extracted as a boundary condition setting target element (step S27), the process proceeds to step S28.
上記ステップS28では、境界条件設定対象要素のカウント数がアップするか否かを判定して(ステップS28)、カウント数がアップするとき(ステップS28の判定がYESであるとき)には、上記ステップS23に戻って、今度は、上記抽出した境界条件設定対象要素に隣接する要素を選択して、上記ステップS24〜S28の処理を繰り返す。一方、カウント数がアップしないとき(ステップS28の判定がNOであるとき)、すなわち、全ての境界条件設定対象要素の抽出が完了して、外表面に相当する部分にある要素しか選択されなくなったときには、境界条件設定対象要素の抽出処理を中止する。 In step S28, it is determined whether or not the count number of the boundary condition setting target element is increased (step S28). When the count number is increased (when the determination in step S28 is YES), the above step is performed. Returning to S23, this time, an element adjacent to the extracted boundary condition setting target element is selected, and the processes of steps S24 to S28 are repeated. On the other hand, when the count number does not increase (when the determination in step S28 is NO), that is, extraction of all the boundary condition setting target elements is completed, and only the elements in the portion corresponding to the outer surface are selected. Sometimes, the boundary condition setting target element extraction process is stopped.
尚、上記境界条件設定対象要素として抽出した要素は、コンピュータの記憶装置に記憶するが、本実施形態では、処理を簡単にするために、上記選択した要素であって境界条件設定対象要素として抽出しない要素は記憶しないようにしている。このため、上記境界条件設定対象要素として抽出した要素は再度選択されることはないが、一度選択されても境界条件設定対象要素として抽出されなかった要素は、再度選択される可能性がある。このようにしても境界条件設定対象要素として抽出されることはないので、問題はない。 The element extracted as the boundary condition setting target element is stored in the storage device of the computer. However, in this embodiment, in order to simplify the processing, the selected element is extracted as the boundary condition setting target element. The element which does not do is not memorized. For this reason, although the element extracted as the boundary condition setting target element is not selected again, the element that has been selected but not extracted as the boundary condition setting target element may be selected again. Even if it does in this way, since it is not extracted as a boundary condition setting object element, there is no problem.
上記の抽出方法では、構造解析モデルにおいて構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある要素を容易にかつ短時間で抽出することができる。すなわち、構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある要素は、外表面に相当する部分にある要素とは異なり、構造解析モデルの内側にあるため、その内側にある要素を抽出するためには、構造解析モデルにおいて外表面の要素から順次取り除く等して抽出する必要がある。一方、上記基準要素は、内部空間に接する面に相当する部分にある要素ではあるが、開放部近傍に相当する部分にある要素であるので、作業者が目視可能な要素であり、基準要素の設定は、作業者自身が構造解析モデルを見ながら指定することによって容易にできる。そして、上記基準要素に隣接する、構造物の表面に相当する部分にある要素(要素の少なくとも1つの面が他の要素と接していない要素)は、コンピュータで自動で抽出することができる。ここで、上記基準要素は、構造解析モデルにおいて内部空間に接する面に相当する部分にある要素であるので、その基準要素に次々に隣接する、構造物の表面に相当する部分にある要素は、通常、内部空間に接する面に相当する部分にある要素であるが、構造物の外表面に相当する部分にある要素である可能性もある。このような外表面に相当する部分にある要素は容易に特定することができるので、外表面に相当する部分にある要素であるか否かの判定を行い、構造物の外表面に相当する部分にある要素でなければ、内部空間に接する面に相当する部分にある要素であると判断することができ、上記の如く、その要素を抽出し、構造物の外表面に相当する部分にある要素は抽出しないようにする。このようにして、構造解析モデルにおいて構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある要素を容易にかつ短時間で抽出することができる。 In the above extraction method, elements in the portion corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure in the structural analysis model can be extracted easily and in a short time. That is, the element in the part corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure is different from the element in the part corresponding to the outer surface and is inside the structural analysis model. Therefore, it is necessary to extract by sequentially removing elements from the outer surface in the structural analysis model. On the other hand, the reference element is an element in a portion corresponding to the surface in contact with the internal space, but is an element in a portion corresponding to the vicinity of the open portion. The setting can be easily made by the operator himself / herself while specifying the structural analysis model. An element adjacent to the reference element and corresponding to the surface of the structure (an element in which at least one surface of the element is not in contact with another element) can be automatically extracted by a computer. Here, since the reference element is an element in a portion corresponding to the surface in contact with the internal space in the structural analysis model, the element in the portion corresponding to the surface of the structure adjacent to the reference element one after another is Usually, the element is in a portion corresponding to the surface in contact with the internal space, but may be an element in a portion corresponding to the outer surface of the structure. Since the element in the part corresponding to the outer surface can be easily identified, it is determined whether the element is in the part corresponding to the outer surface, and the part corresponding to the outer surface of the structure. If it is not an element, it can be determined that the element is in a part corresponding to the surface in contact with the internal space, and as described above, the element is extracted and the element in the part corresponding to the outer surface of the structure Do not extract. In this way, it is possible to easily and quickly extract elements in a portion corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure in the structural analysis model.
ここで、上記基準要素は、1つであっても複数であってもよく、特に開放部が複数設けられている場合に複数の基準要素を設定することが好ましい。この場合、複数の基準要素が、構造解析モデルにおいて互いに異なる開放部の近傍に相当する部分にそれぞれある要素とするのがよい。こうすれば、境界条件設定対象要素の抽出処理をより短時間で終了させることができる。 Here, the reference element may be one or plural, and it is preferable to set a plurality of reference elements particularly when a plurality of open portions are provided. In this case, it is preferable that the plurality of reference elements are elements in portions corresponding to the vicinity of different open portions in the structural analysis model. In this way, the boundary condition setting target element extraction process can be completed in a shorter time.
尚、上記内部空間が、構造物の外部に開放する開放部を有していない場合(内部空間が閉塞されている場合)には、上記抽出方法を用いることができないので、構造解析モデルにおいて外表面の要素から順次取り除く等して抽出する方法を用いればよい。また、本実施形態のように内部空間が開放部が有している場合であっても、外表面の要素から順次取り除く等して抽出する方法を用いてもよい。 If the internal space does not have an open portion that opens to the outside of the structure (when the internal space is closed), the extraction method cannot be used. A method of extracting by sequentially removing from the surface elements may be used. Further, even when the internal space has an open portion as in the present embodiment, a method of extracting by sequentially removing elements from the outer surface may be used.
上記ステップS9におけるデータマッピングは、具体的には、図3のフローチャートの如く行う。 Specifically, the data mapping in step S9 is performed as shown in the flowchart of FIG.
最初に、上記構造解析モデルにおける上記内部空間に相当する部分と上記流体解析モデルとの同じ部分が同じ座標となるように、該両モデルについて共通の3次元座標軸(X軸、Y軸及びZ軸)を設定する(ステップS51)。すなわち、その3次元座標軸で定義される空間において、上記両モデルの位置関係が、上記構造物及び上記流体の位置関係と同じになるようにする。ここで、構造解析モデルにおける内部空間に相当する部分は、流体解析モデルと同じ形状をなしており、上記3次元座標軸で定義される空間において、構造解析モデルにおける内部空間に相当する部分に流体解析モデルが丁度重なる。 First, as the same portion of the part and the fluid dynamics model, which corresponds to the internal space of the upper Symbol structural analysis model are the same coordinates, common three-dimensional coordinate axes for the both models (X axis, Y axis and Z Axis) is set (step S51). That is, in the space defined by the three-dimensional coordinate axis, the positional relationship between the two models is made the same as the positional relationship between the structure and the fluid. Here, the portion corresponding to the internal space in the structural analysis model has the same shape as the fluid analysis model, and in the space defined by the three-dimensional coordinate axis, the fluid analysis is performed on the portion corresponding to the internal space in the structural analysis model. The models just overlap .
続いて、上記3次元座標軸で定義される、上記構造解析モデルが存在する空間を、該構造解析モデルにおいて上記境界条件設定対象要素で構成される部分が複数の構造解析側領域(第1解析側領域)に跨るように、該複数の構造解析側領域に分割する。本実施形態では、先ず、上記構造解析モデルにおいて上記境界条件設定対象要素で構成される部分の中心(以下、構造解析モデル中心という)の、上記3次元座標軸による座標を求める(ステップS52)。具体的には、上記各境界条件設定対象要素の中心座標データの中から、X座標、Y座標及びZ座標のそれぞれの最大値と最小値とを抽出して、X座標の最大値と最小値との平均値を、構造解析モデル中心のX座標とし、Y座標の最大値と最小値との平均値を、構造解析モデル中心のY座標とし、Z座標の最大値と最小値との平均値を、構造解析モデル中心のZ座標とする。 Subsequently, a space defined by the three-dimensional coordinate axis in which the structural analysis model exists is divided into a plurality of structural analysis side regions (first analysis side). The region is divided into a plurality of structural analysis side regions so as to straddle the region. In the present embodiment, first, the coordinates of the center of the portion constituted by the boundary condition setting target element in the structural analysis model (hereinafter referred to as the structural analysis model center) by the three-dimensional coordinate axis are obtained (step S52). Specifically, the maximum value and the minimum value of the X coordinate are extracted from the center coordinate data of each of the boundary condition setting target elements by extracting the maximum value and the minimum value of the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate. Is the X coordinate of the center of the structural analysis model, the average value of the maximum and minimum values of the Y coordinate is the Y coordinate of the center of the structural analysis model, and the average value of the maximum and minimum values of the Z coordinate. Is the Z coordinate of the center of the structural analysis model.
そして、上記構造解析モデルが存在する空間を、上記構造解析モデル中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある第一の構造解析側領域F1と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある第二の構造解析側領域F2と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある第三の構造解析側領域F3と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある第四の構造解析側領域F4と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある第五の構造解析側領域F5と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある第六の構造解析側領域F6と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある第七の構造解析側領域F7と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある第八の構造解析側領域F8との8つの構造解析側領域に分割する(ステップS53)。これにより、構造解析モデルにおいて上記境界条件設定対象要素で構成される部分が複数(本実施形態では、8つ)の構造解析側領域に跨ることになる。 Then, the space where the structural analysis model exists is defined with respect to the first structural analysis side region F1 on the X-axis positive side, the Y-axis positive side, and the Z-axis positive side with respect to the center of the structural analysis model, Side, Y-axis positive side and Z-axis negative side second structural analysis side region F2, X-axis positive side, Y-axis negative side and Z-axis positive side third structural analysis-side region F3, X A fourth structural analysis side region F4 on the positive axis side, the negative Y axis side, and the negative side of the Z axis, and a fifth structural analysis side region F5 on the negative side of the X axis, the positive side of the Y axis, and the positive side of the Z axis; The sixth structural analysis side region F6 on the X axis negative side, the Y axis positive side, and the Z axis negative side, and the seventh structural analysis side region on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side The region is divided into eight structural analysis side regions including F7 and an eighth structural analysis side region F8 on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis negative side (step S53). Thereby, the part comprised by the said boundary condition setting object element in a structural analysis model straddles a plurality (in this embodiment, eight) structure analysis side area | regions.
上記分割の後、上記境界条件設定対象要素をF1〜F8の各構造解析側領域に分類する(ステップS54)。 After the division, the boundary condition setting target elements are classified into F1 to F8 structure analysis side regions (step S54).
次に、上記3次元座標軸で定義される、上記流体解析モデルが存在する空間を、上記複数の構造解析側領域(F1〜F8)にそれぞれ対応するように複数の流体解析側領域(第2解析側領域)に分割する。本実施形態では、先ず、上記流体解析モデルにおいて表面の要素で構成される部分の中心(以下、流体解析モデル中心という)の、上記3次元座標軸による座標を求める(ステップS55)。具体的には、上記流体解析モデルの各要素の中心座標データの中から、X座標、Y座標及びZ座標のそれぞれの最大値と最小値とを抽出して、X座標の最大値と最小値との平均値を、流体解析モデル中心のX座標とし、Y座標の最大値と最小値との平均値を、流体解析モデル中心のY座標とし、Z座標の最大値と最小値との平均値を、流体解析モデル中心のZ座標とする。 Next, a plurality of fluid analysis side regions (second analysis) are defined so that the space where the fluid analysis model exists, defined by the three-dimensional coordinate axes, corresponds to the plurality of structural analysis side regions (F1 to F8), respectively. Side area). In the present embodiment, first, the coordinates of the center of the portion composed of the surface elements in the fluid analysis model (hereinafter referred to as the fluid analysis model center) by the three-dimensional coordinate axis are obtained (step S55). Specifically, the maximum value and the minimum value of the X coordinate are extracted from the center coordinate data of each element of the fluid analysis model by extracting the maximum value and the minimum value of the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate, respectively. Is the X coordinate of the center of the fluid analysis model, the average value of the maximum and minimum values of the Y coordinate is the Y coordinate of the center of the fluid analysis model, and the average value of the maximum and minimum values of the Z coordinate. Is the Z coordinate of the center of the fluid analysis model.
そして、上記流体解析モデルが存在する空間を、流体解析モデル中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第一の構造解析側領域F1に対応する第一の流体解析側領域C1と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第二の構造解析側領域F2に対応する第二の流体解析側領域C2と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第三の構造解析側領域F3に対応する第三の流体解析側領域C3と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第四の構造解析側領域F4に対応する第四の流体解析側領域C4と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第五の構造解析側領域F5に対応する第五の流体解析側領域C5と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第六の構造解析側領域F6に対応する第六の流体解析側領域C6と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第七の構造解析側領域F7に対応する第七の流体解析側領域C7と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第八の構造解析側領域F8に対応する第八の流体解析側領域C8との8つの流体解析側領域に分割する(ステップS56)。 Then, the space where the fluid analysis model exists is located on the X-axis positive side, the Y-axis positive side, and the Z-axis positive side with respect to the fluid analysis model center. One fluid analysis side region C1, a second fluid analysis side region C2 corresponding to the second structural analysis side region F2 on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis negative side, and the X axis The third fluid analysis side region C3 corresponding to the third structural analysis side region F3 on the positive side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side, the X axis positive side, the Y axis negative side, and the Z axis negative side A fourth fluid analysis side region C4 corresponding to the fourth structural analysis side region F4 on the side, and the fifth structural analysis side on the X axis negative side, the Y axis positive side, and the Z axis positive side. Corresponds to the fifth fluid analysis side region C5 corresponding to the region F5 and the sixth structural analysis side region F6 on the X axis negative side, Y axis positive side and Z axis negative side. A sixth fluid analysis side region C6, a seventh fluid analysis side region C7 corresponding to the seventh structural analysis side region F7 on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side; The fluid is divided into eight fluid analysis side regions, which are the eighth fluid analysis side region C8 corresponding to the eighth structural analysis side region F8 on the negative axis side, the negative Y axis side, and the negative Z axis side (step S56). ).
上記構造解析モデル中心の座標と流体解析モデル中心の座標とは、基本的には同じであり(本実施形態では、上記の如く各境界条件設定対象要素の中心座標のデータ及び流体解析モデルの各要素の中心座標のデータの最大値と最小値との平均値としていることから、僅かにずれる可能性はある)、互いに対応する構造解析側領域及び流体解析側領域同士は、上記3次元座標軸で定義される空間において同じ部分に位置することになる。 The coordinates of the center of the structural analysis model and the coordinates of the center of the fluid analysis model are basically the same (in this embodiment, the data of the center coordinates of each boundary condition setting target element and each of the fluid analysis model as described above. Since the average value of the maximum value and the minimum value of the center coordinate data of the element is used, there is a possibility of slight deviation), and the structural analysis side region and the fluid analysis side region corresponding to each other are in the above three-dimensional coordinate axes. It will be located in the same part in the defined space.
上記分割の後、上記流体解析モデルの要素をC1〜C8の各流体解析側領域に分類する(ステップS57)。 After the division, the fluid analysis model elements are classified into C1 to C8 fluid analysis side regions (step S57).
次いで、流体解析モデル表面の要素(上記流体における上記所定部位に接する面に相当する部分にある要素)である境界要素の中から、上記境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定する。 Next, the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element is identified from the boundary elements that are elements on the surface of the fluid analysis model (elements corresponding to the surface in contact with the predetermined portion of the fluid) To do.
具体的には、上記境界条件設定対象要素が属する構造解析側領域に対応する流体解析側領域内にある上記流体解析モデル表面の要素(境界要素)の中から、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定する。 Specifically, it corresponds to the boundary condition setting target element from the elements (boundary elements) on the surface of the fluid analysis model in the fluid analysis side area corresponding to the structural analysis side area to which the boundary condition setting target element belongs. Identify the elements of the fluid analysis model.
本実施形態では、先ず、第1構造解析側領域F1内の境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定する(ステップS58,S59)。すなわち、第1構造解析側領域F1に対応する第1流体解析側領域C1内にある上記流体解析モデル表面の要素の中から、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定する。具体的には、第1構造解析側領域F1内の境界条件設定対象要素毎に、該境界条件設定対象要素の座標位置と第1流体解析側領域C1内にある上記流体解析モデル表面の全要素の座標位置とを比較することで、該境界条件設定対象要素の座標位置に最も近い座標位置にある流体解析モデル表面の要素(つまり、上記3次元座標軸で定義される空間において、構造解析モデルにおける内部空間に相当する部分に流体解析モデルを重ねたときに、境界条件設定対象要素に接する流体解析モデル表面の要素)を選択して、該選択した要素を、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素として特定する。 In the present embodiment, first, the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element in the first structure analysis side region F1 is specified (steps S58 and S59). That is, the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element is specified from the elements on the surface of the fluid analysis model in the first fluid analysis side area C1 corresponding to the first structure analysis side area F1. . Specifically, for each boundary condition setting target element in the first structural analysis side region F1, the coordinate position of the boundary condition setting target element and all the elements on the surface of the fluid analysis model in the first fluid analysis side region C1 Is compared with the coordinate position of the element in the fluid analysis model at the coordinate position closest to the coordinate position of the boundary condition setting target element (that is, in the structure analysis model in the space defined by the three-dimensional coordinate axis). When the fluid analysis model is overlaid on the part corresponding to the internal space, the fluid analysis model surface element in contact with the boundary condition setting target element is selected, and the selected element corresponds to the boundary condition setting target element. Identified as an element of the fluid analysis model.
続いて、上記第1構造解析側領域F1内の各境界条件設定対象要素に、上記特定した流体解析モデル表面の要素のデータ(温度及び熱伝達率)をそれぞれ付与する(ステップS60)。そして、次の第2構造解析側領域F2内の境界条件設定対象要素についても、同様にして、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定して、第2構造解析側領域F2内の境界条件設定対象要素に、該特定した流体解析モデル表面の要素のデータを付与する。これを第8構造解析側領域F8まで繰り返して(ステップS59〜S62)、全ての構造解析側領域内の境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデル表面の要素を特定して、該境界条件設定対象要素に、該特定した流体解析モデル表面の要素のデータを付与する。 Subsequently, the element data (temperature and heat transfer coefficient) of the identified fluid analysis model surface are assigned to each boundary condition setting target element in the first structural analysis side region F1 (step S60). And similarly about the boundary condition setting object element in the next 2nd structural analysis side area | region F2, the element of the fluid analysis model corresponding to the said boundary condition setting object element is specified similarly, 2nd structural analysis side area | region The element data of the specified fluid analysis model surface is assigned to the boundary condition setting target element in F2. This is repeated up to the eighth structural analysis side region F8 (steps S59 to S62), the elements on the surface of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target elements in all the structural analysis side regions are specified, and the boundary condition setting is performed. Data of the element on the surface of the identified fluid analysis model is assigned to the target element.
尚、上記データの付与は、流体解析モデル表面の要素を特定する毎に行ってもよく、全ての構造解析側領域内の境界条件設定対象要素について、対応する流体解析モデル表面の要素を特定した後に、まとめて行ってもよい。 The above-mentioned data may be added every time an element on the surface of the fluid analysis model is specified, and the elements on the surface of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target elements in all the structural analysis side regions are specified. You may do it all together later.
次いで、上記境界条件設定対象要素に付与されたデータを、上記ステップS10において伝熱計算(又は熱応力計算)のための入力ファイルに取り込むために、構造解析用のフォーマットで出力する(ステップS63)。 Next, the data given to the boundary condition setting target element is output in the format for structural analysis in order to take in the input file for heat transfer calculation (or thermal stress calculation) in step S10 (step S63). .
尚、上記構造解析側領域及び流体解析側領域としては、F1〜F8及びC1〜C8に限るものではなく、構造解析モデルにおいて境界条件設定対象要素で構成される部分が複数の構造解析側領域に跨っていれば、構造解析側領域の数や形状はどのようなものであってもよく、流体解析側領域は、構造解析側領域に対応して3次元座標軸で定義される空間において同じ部分に位置していればよい。 The structural analysis side region and the fluid analysis side region are not limited to F1 to F8 and C1 to C8, and a portion constituted by boundary condition setting target elements in the structural analysis model is divided into a plurality of structural analysis side regions. As long as it straddles, the number and the shape of the structure analysis side region may be any, and the fluid analysis side region corresponds to the structure analysis side region in the same part in the space defined by the three-dimensional coordinate axes. It only has to be located.
ここで、一例として構造物がエンジンのシリンダヘッドである場合を示す。 Here, the case where a structure is a cylinder head of an engine is shown as an example.
図4は、上記シリンダヘッドについて作成した、多数の要素(本例では、テトラメッシュ)からなる構造解析モデルM1を示し、1は、ウォータジャケットへの冷却水入口に相当する部分である。上記冷却水入口は、シリンダヘッドにおけるシリンダブロックとの接触面に設けられており、冷却水がシリンダブロックからウォータジャケットへ流入するようになっている。また、図4では見えていないが、構造解析モデルM1における図4の左側の側面に、冷却水出口に相当する部分がある(図6において、冷却水出口に相当する部分に符号2を付している)。このようにシリンダヘッドは、冷却水(流体)が流通する内部空間としてのウォータジャケットを有し、このウォータジャケットには、シリンダヘッド外部に開放する開放部としての冷却水入口及び出口が設けられており、該冷却水入口及び出口を通じて冷却水がウォータジャケットへ流入出するようになっている。
FIG. 4 shows a structural analysis model M1 made of a large number of elements (tetramesh in this example) created for the cylinder head.
上記構造解析モデルM1から境界条件設定対象要素(ウォータジャケットに接する面に相当する部分にある要素)を抽出するに際して、作業者が、図4に示すような構造解析モデルM1を見ながら、ウォータジャケットに接する面に相当する部分にある全要素の中から、目視可能な要素である、上記冷却水入口近傍に相当する部分にある要素(例えば、図4の構造解析モデルにおける冷却水入口に相当する部分を拡大した図5に示す要素E1)を、基準要素として設定する。尚、構造解析モデルM1の向きを、作業者が上記冷却水出口の側が見えるように変更することができ、こうすれば、上記冷却水出口近傍に相当する部分にある要素を、基準要素として設定することができる。 When extracting the boundary condition setting target element (the element in the portion corresponding to the surface in contact with the water jacket) from the structural analysis model M1, the operator looks at the structural analysis model M1 as shown in FIG. Among all the elements in the part corresponding to the surface in contact with the element, the element in the part corresponding to the vicinity of the cooling water inlet, which is a visible element (for example, the cooling water inlet in the structural analysis model of FIG. 4). An element E1) shown in FIG. 5 with an enlarged portion is set as a reference element. The orientation of the structural analysis model M1 can be changed so that an operator can see the side of the cooling water outlet, and in this way, an element in a portion corresponding to the vicinity of the cooling water outlet is set as a reference element. can do.
こうして設定した基準要素を核にして、それに次々に隣接する、ウォータジャケットに接する面に相当する部分にある要素を境界条件設定対象要素として自動で抽出する。ここで、冷却水入口が設けられているシリンダブロック接触面に相当する部分にある要素(例えば図5に示す要素E2)や、冷却水出口が設けられている側面に相当する部分にある要素が、やがて選択されることになる(上記ステップS23参照)が、これらの要素は、作業者が予め指定した、シリンダヘッドの外表面に相当する部分にある要素であるので、境界条件設定対象要素として抽出されることはない。そして、ウォータジャケットに接する面に相当する部分にある要素全てを抽出して、抽出される要素がなくなる(シリンダヘッドの外表面に相当する部分にある要素(要素E2等)の選択はなされる)と、抽出処理が終了する。 The reference element set in this way is used as a core, and the elements in the portion corresponding to the surface in contact with the water jacket that are adjacent to each other are automatically extracted as the boundary condition setting target elements. Here, an element in a portion corresponding to the cylinder block contact surface provided with the cooling water inlet (for example, an element E2 shown in FIG. 5) or an element in a portion corresponding to the side surface provided with the cooling water outlet is provided. However, these elements are selected (see step S23 above), but these elements are elements that are pre-designated by the operator and are in a portion corresponding to the outer surface of the cylinder head. It is never extracted. Then, all the elements in the portion corresponding to the surface in contact with the water jacket are extracted, and there is no extracted element (the element (element E2 etc.) in the portion corresponding to the outer surface of the cylinder head is selected). The extraction process ends.
図6は、上記構造解析モデルM1において上記抽出した境界条件設定対象要素で構成される部分を示している。尚、図6は、図4とは見る方向が異なっており、冷却水出口に相当する部分2が見えている。 FIG. 6 shows a portion composed of the extracted boundary condition setting target elements in the structural analysis model M1. Note that FIG. 6 is different from FIG. 4 in the viewing direction, and the portion 2 corresponding to the cooling water outlet is visible.
図7は、上記シリンダヘッドのウォータジャケットを流れる流体である冷却水について作成した、多数の要素(本例では、ヘキサメッシュ)からなる流体解析モデルM2において表面にある要素(境界要素)で構成される部分を示している。尚、図6及び図7では、上記構造解析モデルM1及び流体解析モデルM2について共通の3次元座標軸(X軸,Y軸及びZ軸)を設定している。 FIG. 7 is composed of elements (boundary elements) on the surface of a fluid analysis model M2 made of a large number of elements (in this example, hexamesh) created for cooling water that is a fluid flowing through the water jacket of the cylinder head. This part is shown. 6 and 7, common three-dimensional coordinate axes (X axis, Y axis, and Z axis) are set for the structural analysis model M1 and the fluid analysis model M2.
上記3次元座標軸で定義される空間において、構造解析モデルM1における内部空間に相当する部分に流体解析モデルM2を重ねたときに、構造解析モデルM1において上記抽出した境界条件設定対象要素で構成される部分と流体解析モデルM2表面とは、丁度接する。流体解析モデルM2表面の要素の数は約11万個であるのに対し、上記構造解析モデルM1から抽出した境界条件設定対象要素の数は、約8万個である。これは、構造解析モデルM1の要素の大きさが流体解析モデルM2の要素の大きさよりも大きいためである。このため、1つの境界条件設定対象要素に接する流体解析モデルM2表面の要素(境界要素)は複数あるが、本実施形態では、1つの境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルM2の要素としては、1つの要素(境界条件設定対象要素の座標位置に最も近い座標位置にある要素)しか特定しない。このようにしても、シリンダヘッドの熱伝導解析や熱応力解析の結果に大きな影響を与えることはなく、大きな問題は生じない。 In the space defined by the three-dimensional coordinate axis, when the fluid analysis model M2 is superimposed on a portion corresponding to the internal space in the structural analysis model M1, the boundary analysis setting target element is extracted from the structural analysis model M1. The portion and the surface of the fluid analysis model M2 just touch each other. While the number of elements on the surface of the fluid analysis model M2 is about 110,000, the number of boundary condition setting target elements extracted from the structural analysis model M1 is about 80,000. This is because the size of the element of the structural analysis model M1 is larger than the size of the element of the fluid analysis model M2. For this reason, although there are a plurality of elements (boundary elements) on the surface of the fluid analysis model M2 in contact with one boundary condition setting target element, in the present embodiment, as elements of the fluid analysis model M2 corresponding to one boundary condition setting target element Specifies only one element (the element at the coordinate position closest to the coordinate position of the boundary condition setting target element). Even if it does in this way, it will not have a big influence on the result of the heat conduction analysis or thermal stress analysis of a cylinder head, and a big problem will not arise.
尚、1つの境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルM2の要素として複数の要素を特定するようにしてもよい。この場合、例えば、境界条件設定対象要素の座標位置から所定距離以内の座標位置にある流体解析モデルM2表面の要素(複数)を、該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルM2の要素として特定し、これら複数の要素のデータを平均する等して当該境界条件設定対象要素に付与すればよい。 A plurality of elements may be specified as elements of the fluid analysis model M2 corresponding to one boundary condition setting target element. In this case, for example, the element (s) on the surface of the fluid analysis model M2 at a coordinate position within a predetermined distance from the coordinate position of the boundary condition setting target element is used as an element of the fluid analysis model M2 corresponding to the boundary condition setting target element. What is necessary is just to specify and give to the said boundary condition setting object element by averaging the data of these some elements.
本実施形態では、境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルM2の要素の特定に際して、境界条件設定対象要素の座標位置と流体解析モデルM2表面の全ての要素の座標位置とを比較するのではなくて、上記3次元座標軸で定義される、構造解析モデルM1及び流体解析モデルM2が存在する空間を、互いに対応する8つの構造解析側領域F1〜F8及び流体解析側領域C1〜C8にそれぞれ分割して、境界条件設定対象要素の座標位置と該境界条件設定対象要素が属する構造解析側領域に対応する流体解析側領域内にある流体解析モデルM2表面の座標位置とを比較するようにするので、1つの境界条件設定対象要素の比較対象要素数を、流体解析モデルM2表面の全要素と比較する場合の約1/8(11万/8個)に減らすことができる。 In this embodiment, when specifying the element of the fluid analysis model M2 corresponding to the boundary condition setting target element, the coordinate position of the boundary condition setting target element is not compared with the coordinate positions of all elements on the surface of the fluid analysis model M2. The space where the structural analysis model M1 and the fluid analysis model M2 exist, defined by the three-dimensional coordinate axes, is divided into eight structural analysis side regions F1 to F8 and fluid analysis side regions C1 to C8 corresponding to each other. Then, the coordinate position of the boundary condition setting target element is compared with the coordinate position of the surface of the fluid analysis model M2 in the fluid analysis side area corresponding to the structural analysis side area to which the boundary condition setting target element belongs. The number of comparison target elements of one boundary condition setting target element can be reduced to about 1/8 (110,000 / 8) compared with all elements on the surface of the fluid analysis model M2. Kill.
したがって、本実施形態では、構造解析モデルから構造物の内部空間に接する面に相当する部分にある全要素を境界条件設定対象要素として抽出し、該両モデルについて共通の3次元座標軸を設定し、この3次元座標軸で定義される、上記構造解析モデルが存在する空間を、該構造解析モデルにおいて上記境界条件設定対象要素で構成される部分が複数の構造解析側領域に跨るように、該複数の構造解析側領域に分割し、上記3次元座標軸で定義される、上記流体解析モデルが存在する空間を、上記複数の構造解析側領域にそれぞれ対応するように複数の流体解析側領域に分割し、上記境界条件設定対象要素が属する構造解析側領域に対応する流体解析側領域内にある流体解析モデル表面の要素(境界要素)の中から、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を特定するようにしたので、境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素を短時間で特定することができるようになり、延いては、データマッピング全体の作業時間を短縮することができる。 Therefore, in this embodiment, all elements in the part corresponding to the surface in contact with the internal space of the structure are extracted from the structural analysis model as boundary condition setting target elements, and a common three-dimensional coordinate axis is set for both models. The space defined by the three-dimensional coordinate axes in which the structural analysis model exists, the plurality of the plurality of structural analysis side regions in the structural analysis model so that the portion constituted by the boundary condition setting target elements extends over the plurality of structural analysis side regions. The space where the fluid analysis model exists, which is divided into structural analysis side regions and defined by the three-dimensional coordinate axes, is divided into a plurality of fluid analysis side regions so as to correspond to the plurality of structural analysis side regions, respectively. The boundary condition setting target from the fluid analysis model surface elements (boundary elements) in the fluid analysis side area corresponding to the structural analysis side area to which the boundary condition setting target element belongs Since the element of the fluid analysis model corresponding to the element is specified, the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element can be specified in a short time. The work time can be shortened.
また、境界条件設定対象要素の座標位置に最も近い座標位置にある要素を、当該境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素として特定するようにしたので、複数の要素のデータを平均する等といった余分な作業時間がかかることはなく、また、境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素の特定を容易に行うことができ、データマッピング全体の作業時間をより一層短縮することができる。 In addition, since the element at the coordinate position closest to the coordinate position of the boundary condition setting target element is specified as the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element, the data of a plurality of elements is averaged In addition, it is possible to easily identify the elements of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target elements, and to further reduce the work time of the entire data mapping. it can.
さらに、上記3次元座標軸で定義される、構造解析モデルが存在する空間を上記8つの構造解析側領域F1〜F8に分割し、上記3次元座標軸で定義される、流体解析モデルが存在する空間を上記8つの流体解析側領域C1〜C8に分割したので、各流体解析側領域にある流体解析モデル表面の要素数を略均一にすることができ、いずれの境界条件設定対象要素についても比較対象要素数を、流体解析モデル表面の全要素と比較する場合の約1/8に減らすことができるとともに、構造解析モデル及び流体解析モデルが存在する空間の分割を容易に行うことができる。よって、分割時間の増加を抑制しつつ、境界条件設定対象要素に対応する流体解析モデルの要素の特定作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。 Further, the space defined by the three-dimensional coordinate axis in which the structural analysis model exists is divided into the eight structural analysis-side regions F1 to F8, and the space defined by the three-dimensional coordinate axis and in which the fluid analysis model exists exists. Since the fluid analysis model is divided into the eight fluid analysis side regions C1 to C8, the number of elements on the surface of the fluid analysis model in each fluid analysis side region can be made substantially uniform. The number can be reduced to about 1/8 compared with all elements on the surface of the fluid analysis model, and the space where the structural analysis model and the fluid analysis model exist can be easily divided. Therefore, it is possible to greatly reduce the time required for specifying the element of the fluid analysis model corresponding to the boundary condition setting target element while suppressing an increase in the division time.
尚、上記実施形態では、構造物の内部空間に流体が流通する場合について説明したが、構造物の外表面等の所定部位に流体が接して流れる場合であっても本発明を適用することができる。また、第2解析モデルは流体解析モデルには限らず、構造物とは別の物体について作成した解析モデルであればよい。例えば、構造物の内部空間に粉体が流通する場合には、その粉体についての粉体解析モデルを作成して、構造物について作成した構造解析モデルに、その粉体解析モデルのデータを付与するようにすればよい。さらに、第1解析モデルは構造解析モデルには限られず、第1及び第2解析モデルは、互いに解析手法が異なる解析モデルであればよい。 In the above embodiment, the case where the fluid flows in the internal space of the structure has been described. However, the present invention can be applied even when the fluid flows in contact with a predetermined portion such as the outer surface of the structure. it can. The second analysis model is not limited to the fluid analysis model, and may be an analysis model created for an object different from the structure. For example, when powder flows in the internal space of a structure, create a powder analysis model for the powder and assign the data of the powder analysis model to the structure analysis model created for the structure. You just have to do it. Further, the first analysis model is not limited to the structural analysis model, and the first and second analysis models may be analysis models having different analysis methods.
本発明は、構造物について作成した第1解析モデルにおいて該構造物の所定部位に相当する部分にある該各要素に、該所定部位に接する、該構造物とは別の物体について、上記第1解析モデルとは解析手法を異にして作成した第2解析モデルのデータを付与するデータマッピング方法に有用であり、特に、流体が流通する内部空間を有する構造物について作成した構造解析モデルに、該内部空間の流体について作成した流体解析モデルのデータを付与するデータマッピング方法に有用である。 In the first analysis model created for a structure, the present invention relates to an object that is in contact with the predetermined part of each element in a part corresponding to the predetermined part of the structure and that is different from the structure. The analysis model is useful for a data mapping method for assigning data of a second analysis model created by using a different analysis method. In particular, the structure analysis model created for a structure having an internal space through which a fluid flows This is useful for a data mapping method for assigning data of a fluid analysis model created for a fluid in an internal space.
1 構造解析モデルにおける冷却水入口に相当する部分
2 構造解析モデルにおける冷却水出口に相当する部分
E1 構造解析モデルにおいてウォータジャケットに接する面における冷却水入口近傍に相当する部分にある要素
E2 構造解析モデルにおけるシリンダヘッド外表面に相当する部分にある要素
1 part corresponding to the cooling water inlet in the structural analysis model 2 part E1 corresponding to the cooling water outlet in the structural analysis model element E2 in the part corresponding to the vicinity of the cooling water inlet in the surface in contact with the water jacket in the structural analysis model In the part corresponding to the outer surface of the cylinder head in
Claims (3)
上記コンピュータは、演算処理を行う演算処理部を有するものであり、
上記演算処理部が、上記第1解析モデルから上記構造物の所定部位に相当する部分にある全要素を抽出する抽出ステップと、
上記演算処理部が、上記第1及び第2解析モデルについて共通の3次元座標軸(X軸、Y軸及びZ軸)を設定して、該3次元座標軸で定義される空間において上記第1及び第2解析モデルが、上記構造物及び上記物体と同じ位置関係になるようにする座標軸設定ステップと、
上記演算処理部が、上記3次元座標軸で定義される、上記第1解析モデルが存在する空間を、該第1解析モデルにおいて上記抽出ステップで抽出した要素で構成される部分が複数の第1解析側領域に跨るように、該複数の第1解析側領域に分割する第1分割ステップと、
上記演算処理部が、上記3次元座標軸で定義される、上記第2解析モデルが存在する空間を、上記複数の第1解析側領域にそれぞれ対応するように複数の第2解析側領域に分割する第2分割ステップと、
上記演算処理部が、上記第2解析モデルにおいて上記物体における上記所定部位に接する面に相当する部分にある要素である境界要素の中から、上記抽出ステップで抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定する特定ステップと、
上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素に、上記特定ステップで特定した要素のデータを付与するデータ付与ステップとを含み、
上記特定ステップは、上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある上記第2解析モデルの上記境界要素の中から、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素を特定するステップであることを特徴とするデータマッピング方法。 In the first analysis model composed of a number of elements created for a structure, each element in a portion corresponding to the predetermined portion of the structure is in contact with the predetermined portion, and the object different from the structure is described above. The first analysis model is a data mapping method by a computer that assigns data of a second analysis model composed of a large number of elements, created using a different analysis method,
The computer has an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing.
An extraction step in which the arithmetic processing unit extracts all elements in a portion corresponding to a predetermined part of the structure from the first analysis model;
The arithmetic processing unit sets a common three-dimensional coordinate axis (X axis, Y axis, and Z axis) for the first and second analysis models, and the first and second in a space defined by the three-dimensional coordinate axis. (2) a coordinate axis setting step for causing the analysis model to have the same positional relationship as the structure and the object;
The arithmetic processing unit includes a plurality of first analyzes in which a portion defined by the three-dimensional coordinate axes and including the elements extracted in the extraction step in the first analysis model is a plurality of first analysis models. A first dividing step of dividing the plurality of first analysis side regions so as to straddle the side regions;
The arithmetic processing unit divides a space defined by the three-dimensional coordinate axis in which the second analysis model exists into a plurality of second analysis side regions so as to correspond to the plurality of first analysis side regions, respectively. A second division step;
The arithmetic processing unit, the out of the boundary element is an element in the portion corresponding to the surface in contact with the predetermined portion of the object in the second analysis model, the second analysis model that correspond to elements extracted in the extraction step Specific steps to identify the elements of
The arithmetic processing unit includes a data providing step for giving data of the element specified in the specifying step to the element extracted in the extracting step,
In the specifying step, the arithmetic processing unit includes the boundary element of the second analysis model in the second analysis side region corresponding to the first analysis side region to which the element extracted in the extraction step belongs. A data mapping method characterized by being a step of specifying an element of a second analysis model corresponding to an extracted element.
上記特定ステップは、上記演算処理部が、上記抽出ステップで抽出した要素毎に、該要素の座標位置と該要素が属する第1解析側領域に対応する第2解析側領域内にある上記第2解析モデルの全境界要素の座標位置とを比較することで、上記抽出した要素の座標位置に最も近い座標位置にある第2解析モデルの境界要素を選択して、該選択した境界要素を、当該抽出した要素に対応する第2解析モデルの要素として特定するステップであることを特徴とするデータマッピング方法。 The data mapping method according to claim 1, wherein
In the specifying step, for each element extracted by the extraction step , the calculation processing unit includes the second analysis side region corresponding to the coordinate position of the element and the first analysis side region to which the element belongs. By comparing the coordinate positions of all the boundary elements of the analysis model, the boundary element of the second analysis model at the coordinate position closest to the coordinate position of the extracted element is selected, and the selected boundary element is A data mapping method characterized by being a step of specifying as an element of a second analysis model corresponding to an extracted element.
上記第1分割ステップは、上記演算処理部が、上記第1解析モデルにおいて上記抽出ステップで抽出した要素で構成される部分の中心を求めて、上記第1解析モデルが存在する空間を、該中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある第一の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある第二の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある第三の第1解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある第四の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある第五の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある第六の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある第七の第1解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある第八の第1解析側領域との8つの第1解析側領域に分割するステップであり、
上記第2分割ステップは、上記演算処理部が、上記第2解析モデルにおいて表面の要素で構成される部分の中心を求めて、上記第2解析モデルが存在する空間を、該中心に対して、X軸正側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第一の第1解析側領域に対応する第一の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第二の第1解析側領域に対応する第二の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第三の第1解析側領域に対応する第三の第2解析側領域と、X軸正側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第四の第1解析側領域に対応する第四の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸正側にある、上記第五の第1解析側領域に対応する第五の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸正側及びZ軸負側にある、上記第六の第1解析側領域に対応する第六の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸正側にある、上記第七の第1解析側領域に対応する第七の第2解析側領域と、X軸負側、Y軸負側及びZ軸負側にある、上記第八の第1解析側領域に対応する第八の第2解析側領域との8つの第2解析側領域に分割するステップであることを特徴とするデータマッピング方法。 The data mapping method according to claim 1 or 2,
In the first division step, the arithmetic processing unit obtains a center of a portion composed of the elements extracted in the extraction step in the first analysis model, and the space where the first analysis model exists is determined as the center. In contrast, the first first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis positive side, and the second one on the X axis positive side, the Y axis positive side, and the Z axis negative side. 1 analysis side region, a third first analysis side region on the X axis positive side, Y axis negative side and Z axis positive side, and a fourth on the X axis positive side, Y axis negative side and Z axis negative side The first analysis side region, the fifth first analysis side region on the X-axis negative side, the Y-axis positive side, and the Z-axis positive side, and the X-axis negative side, the Y-axis positive side, and the Z-axis negative side Sixth first analysis side region, seventh first analysis side region on the X-axis negative side, Y-axis negative side, and Z-axis positive side, X-axis negative side, Y-axis negative side, and Z-axis negative side 8 with the first analysis side area in A step of dividing the first analysis-side region,
In the second division step, the arithmetic processing unit obtains a center of a portion constituted by surface elements in the second analysis model, and a space where the second analysis model exists is defined with respect to the center. A first second analysis side region corresponding to the first first analysis side region on the X-axis positive side, the Y-axis positive side, and the Z-axis positive side, the X-axis positive side, the Y-axis positive side, and the Z-axis A second second analysis side region corresponding to the second first analysis side region on the negative axis side, and a third third side on the X axis positive side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side. A third second analysis side region corresponding to one analysis side region and a fourth second corresponding to the fourth first analysis side region on the X axis positive side, the Y axis negative side and the Z axis negative side. 2 analysis side regions, a fifth second analysis side region corresponding to the fifth first analysis side region on the X axis negative side, the Y axis positive side, and the Z axis positive side, the X axis negative side, Y axis positive side and Z A sixth second analysis side region corresponding to the sixth first analysis side region on the negative side, and the seventh first side on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis positive side. A seventh second analysis side region corresponding to the analysis side region, and an eighth second corresponding to the eighth first analysis side region on the X axis negative side, the Y axis negative side, and the Z axis negative side. A data mapping method characterized by being a step of dividing into eight second analysis side regions with the analysis side region.
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