JPH07262171A - Area input method and simulation program generating method using the same - Google Patents

Area input method and simulation program generating method using the same

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JPH07262171A
JPH07262171A JP4832394A JP4832394A JPH07262171A JP H07262171 A JPH07262171 A JP H07262171A JP 4832394 A JP4832394 A JP 4832394A JP 4832394 A JP4832394 A JP 4832394A JP H07262171 A JPH07262171 A JP H07262171A
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JP
Japan
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area
information
region
input
boundary
Prior art date
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JP4832394A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Tan
明彦 丹
Nobutoshi Sagawa
暢俊 佐川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method to input a graphic or the model of numerical simulation to a computer with less labor and time. CONSTITUTION:The shape of plural areas and the name of substance in respective area, etc., are inputted by using a mouse, etc., and they are held as user definition information 901 by a shape defining part 1012, etc. A shape processing program 106 checks the superposition of shape of the plural areas, and a partial area of area shape located at the highest position for a superimposed area is employed, and a hidden part is deleted. The information of a material constant and a source item supplied to an original area via the mouse, etc., by a user are added on each partial area. An analysis area is decided as a set of such partial areas. The external boundary of the analysis area is sampled. The information of a boundary condition supplied previously to the side of the external boundary of the analysis area is attached on each side of the external boundary of a sampled analysis area. Physical model information 102 consisting of such analysis area and information annexed to the area can be generated. A simulation code 104 can be generated by a simulation code conversion program 103 by using such information.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、計算機上で図面を描く
ための入力方法に係わり、特に数値シミュレーションの
ためのモデルを簡単に入力することによりシミュレーシ
ョンの工数を低減することが可能な入力方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input method for drawing a drawing on a computer, and in particular, an input method capable of reducing the number of simulation steps by simply inputting a model for numerical simulation. Involved in

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、計算機上の数値シミュレーション
を用いて、熱拡散や流体解析など、いわゆる連続系の問
題を解決する際には、解決したい問題を偏微分方程式で
表される形にモデル化する。これをシミュレーションモ
デルと呼ぶ。
2. Description of the Related Art Generally, when solving a so-called continuous system problem such as thermal diffusion or fluid analysis using a numerical simulation on a computer, the problem to be solved is modeled in a form represented by a partial differential equation. To do. This is called a simulation model.

【0003】シミュレーションモデルは以下のものから
なる。
The simulation model consists of:

【0004】・解析しようとする物体の領域形状 ・系を支配する偏微分方程式 ・解析条件(材料定数や方程式のソース項、境界条件) 一般に、連続系の数値シミュレーションにおいては、有
限要素法などの離散化方法を用いて領域形状をメッシュ
分割し、分割した各節点に対して離散化表現を施した方
程式を解く。シミュレーション実行にあたっては、方程
式の解析条件を各節点に対して与えておく必要がある。
材料定数やソース項は領域形状の内部に属する各節点に
与え、境界条件は領域形状の外部境界(シミュレーショ
ンを行う領域形状のもっとも外側の輪郭)に属する各節
点に与える。
・ Area shape of the object to be analyzed ・ Partial differential equation governing the system ・ Analysis conditions (material constants, source terms of equations, boundary conditions) Generally, in the numerical simulation of a continuous system, the finite element method or the like is used. The region shape is divided into meshes using the discretization method, and the equations that are discretized are solved for each of the divided nodes. In executing the simulation, it is necessary to give the analysis conditions of the equation to each node.
Material constants and source terms are given to each node inside the area shape, and boundary conditions are given to each node belonging to the outer boundary of the area shape (outermost contour of the area shape to be simulated).

【0005】一般に、よい(正確で低コストな)解析を行
うためには、適切なシミュレーションモデルを構成する
必要がある。このときに障害になるのが、計算機にシミ
ュレーションモデルを入力するために必要な手間であ
る。特に複雑な領域形状を持ったシミュレーションモデ
ルを入力する作業は繁雑で、利用者にとっては非常に負
担の大きいものである。
In general, in order to perform a good (accurate and low cost) analysis, it is necessary to construct an appropriate simulation model. The obstacle at this time is the time and effort required to input the simulation model into the computer. Especially, the work of inputting a simulation model having a complicated region shape is complicated and very heavy for the user.

【0006】シミュレーションモデルを対話的に入力す
る方法として、従来は、まず正確な領域形状を入力し、
次にメッシュ分割を行い、しかるのちに個々の節点に対
して解析条件を与えていくという方法が多くとられてい
た。
Conventionally, as a method for interactively inputting a simulation model, an accurate area shape is first input,
Next, many methods have been adopted in which mesh division is performed and then analysis conditions are given to individual nodes.

【0007】たとえば、特開平4-117573においては、対
話的に解析シミュレーションを入力する方法が示されて
いる。この中では、形状モデルと解析モデル、そして解
析条件(材料条件や境界条件)データを入力および作成す
る過程が別の段階として記述されている。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-117573 discloses a method of interactively inputting an analysis simulation. In this, the process of inputting and creating a geometric model, an analytical model, and analytical condition (material condition and boundary condition) data is described as a separate step.

【0008】また、特開平3-256172においては、対話的
に境界条件を設定する方法が示されている。ここで説明
されているのは、すでに形状およびメッシュが作成され
ている場合の設定方法である。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-256172 discloses a method of interactively setting boundary conditions. Described here is the setting method when the shape and mesh have already been created.

【0009】さらに、特開平4-257074においても、対話
的に境界条件を設定する方法が示されている。すでに形
状およびメッシュが作成されている場合において、少な
い操作手順で複数のメッシュ節点に対して境界条件を設
定することができるものとなっている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 4-257074 also discloses a method of interactively setting boundary conditions. When the shape and the mesh have already been created, the boundary condition can be set for a plurality of mesh nodes with a small number of operating procedures.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては、次のような課題がある。
The conventional method has the following problems.

【0011】すなわち、複雑な形状を持ったシミュレー
ションモデルを入力する際に、工数の著しい増大を招く
ということである。その要因は主に3つある。
That is, when inputting a simulation model having a complicated shape, the number of steps is remarkably increased. There are three main factors.

【0012】ひとつは、利用者が領域形状の情報を、領
域形状の計算機の内部表現であるデータ構造に沿って入
力しなくてはならないところから生じる。一般的には計
算機の内部構造は冗長であるため、入力に要する工数が
増大しやすい。とりわけ、シミュレーションモデルの補
正や修正はシミュレーションを行う場面においてしばし
ば発生するが、特に作業量が多くなる。
One is that the user has to input the area shape information along a data structure which is an internal representation of the area shape computer. Generally, since the internal structure of a computer is redundant, the man-hours required for input tend to increase. In particular, the correction and correction of the simulation model often occur in the scene where the simulation is performed, but the amount of work is particularly large.

【0013】もうひとつは、領域形状と解析条件をまっ
たく別の段階として入力するという方式から生じる。利
用者は、ひと通り領域形状を入力したのちに解析条件の
設定を行うのであるが、どの領域形状にどの解析条件を
設定すべきかということを把握しておかなくてはならな
い。このことは、記憶違いなどによる入力ミスの原因と
なる。
The other one arises from the method of inputting the region shape and the analysis conditions as completely different steps. The user sets the analysis conditions after inputting the region shape once, and must know which analysis condition should be set for which region shape. This causes an input error due to a memory error or the like.

【0014】さらにもうひとつは、領域形状の外部境界
を利用者が把握しておかなくてはならないことから生じ
る。数値シミュレーションの特性上、利用者が領域形状
を入力した段階では、外部境界を特定することはできな
い。たとえば、液体と固体が共存しているシミュレーシ
ョンモデルにおいては、液体領域は構造解析の対象とは
ならず、固体領域は流体解析の対象とはならない。領域
形状の他に材料定数まで設定してはじめて、外部境界が
確定するのである。境界条件は、外部境界のすべてに設
定せねばならず、また外部境界でないところに設定して
はならない。従来方式では、領域形状の入力を別段階に
したことにより、利用者が外部境界を把握しておかなく
てはならないため、やはり入力ミスの原因となる。
Another reason arises from the fact that the user must know the outer boundary of the area shape. Due to the characteristics of the numerical simulation, it is not possible to specify the external boundary when the user inputs the area shape. For example, in a simulation model in which liquid and solid coexist, the liquid region is not the target of structural analysis, and the solid region is not the target of fluid analysis. Only when the material constant is set in addition to the area shape, the external boundary is determined. Boundary conditions must be set on all external boundaries and not on external boundaries. In the conventional method, since the area shape is input in a separate step, the user has to know the external boundary, which also causes an input error.

【0015】このように従来の方法は、特に複雑なシミ
ュレーションモデルの入力に際して、不必要に繁雑な手
順を利用者に強要し、利用者の入力ミス、ひいては作業
能率の低下を誘発しやすくなっている、非常に能率の悪
いものであるという課題があった。
As described above, the conventional method compels the user to perform an unnecessarily complicated procedure particularly when inputting a complicated simulation model, which easily induces an input error by the user and a decrease in work efficiency. There is a problem that it is very inefficient.

【0016】本発明のひとつの目的は、領域形状の重な
り合いを許すことにより、複雑なシミュレーションモデ
ルの領域形状でも少ない手間で入力できる形状入力方法
を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a shape inputting method which allows the area shapes of a complicated simulation model to be input with a small labor by allowing the area shapes to overlap each other.

【0017】本発明の他の目的は、シミュレーションモ
デルの領域形状と解析条件を並行して設定できるシミュ
レーションモデル入力方法を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a simulation model input method capable of setting the area shape of a simulation model and analysis conditions in parallel.

【0018】本発明のさらに他の目的は、領域形状の外
部境界を自動的に抽出して解析条件を設定できるシミュ
レーションモデル入力方法を提供するにある。
Still another object of the present invention is to provide a simulation model input method capable of automatically extracting the outer boundary of the area shape and setting the analysis condition.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、重ね合わせる
ことのできる領域形状の情報から、他の領域形状に覆わ
れた部分を自動的に取り除いてシミュレーションモデル
として矛盾のない領域形状の情報を生成するものであ
る。
According to the present invention, the area shape information that can be overlapped is automatically removed from the area shape information that is covered by another area shape to obtain consistent area shape information as a simulation model. To generate.

【0020】さらに、領域形状に対しては常に材料定数
や方程式のソース項といった解析条件の情報を設定でき
るようにしたものである。
Further, information on analysis conditions such as material constants and source terms of equations can be always set for the region shape.

【0021】また、領域形状の情報から外部境界の情報
を抽出するものである。
Further, the information on the outer boundary is extracted from the information on the area shape.

【0022】[0022]

【作用】領域形状を重ね合わせることが可能になったこ
とにより、領域形状の修正に伴う工数を抑えることがで
きる。
Since the area shapes can be overlapped with each other, the number of man-hours required for correcting the area shapes can be suppressed.

【0023】また、領域形状に対して常に解析条件を設
定することが可能になったことにより、入力ミスを低減
することができる。
Further, since it is possible to always set the analysis conditions for the area shape, it is possible to reduce input mistakes.

【0024】さらに、外部境界を自動的に抽出すること
により、境界条件の設定を矛盾なく行うことができ、入
力ミスを低減することができる。
Further, by automatically extracting the external boundary, the boundary conditions can be set without contradiction, and the input error can be reduced.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を数値シミュレーションシステ
ムのフロントエンドに適用した場合の処理手順のひとつ
の実施例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the processing procedure when the present invention is applied to the front end of a numerical simulation system will be described in detail below.

【0026】本発明によるシステムの元で物理現象を表
現する手順について図1および図2により詳細に解説す
る。
A procedure for expressing a physical phenomenon under the system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

【0027】図2は装置全体の構成である。マウスなど
の入力装置202を介して利用者の操作を中央処理装置201
に伝え、また利用者の操作やそれに付随する処理の結果
をCRTディスプレイなどの表示装置203に表示するもので
ある。このうちシステムの主要な機能を実現しているプ
ログラムは記憶装置204に格納されている。
FIG. 2 shows the configuration of the entire apparatus. The central processing unit 201 controls user operations via an input device 202 such as a mouse.
In addition, the result of the user's operation and the processing accompanying it is displayed on the display device 203 such as a CRT display. Of these, the programs that realize the main functions of the system are stored in the storage device 204.

【0028】本システムは、物理モデル作成支援プログ
ラム101、形状処理プログラム106およびシミュレーショ
ンコード変換プログラム103より構成される。
This system comprises a physical model creation support program 101, a shape processing program 106, and a simulation code conversion program 103.

【0029】物理モデル作成支援プログラム101は、利
用者の操作を入力装置202を介して受け取って処理を行
い、ユーザ定義情報901を作成する。形状処理プログラ
ム106は、この情報901より物理モデル情報102と呼ばれ
る数値シミュレーションの問題を定義する情報を作成す
る。
The physical model creation support program 101 receives the user's operation via the input device 202 and processes it to create the user definition information 901. The shape processing program 106 creates from this information 901 information called physical model information 102 that defines a numerical simulation problem.

【0030】シミュレーションコード変換プログラム10
3は、物理モデル情報102を入力として、シミュレーショ
ンを行うための情報であるシミュレーションコード104
および計算格子データ105を出力する。出力されたシミ
ュレーションコード104および計算格子データ105は、コ
ンパイラ205によって実行可能な形式にコンパイルさ
れ、シミュレーション実行プログラム206によってシミ
ュレーションを行い、利用者がシミュレーションの結果
を得ることができるようになっている。
Simulation code conversion program 10
3 is a simulation code 104 which is information for performing a simulation by inputting the physical model information 102.
And the calculation grid data 105 is output. The output simulation code 104 and calculation grid data 105 are compiled into a form executable by the compiler 205, and a simulation is executed by the simulation execution program 206 so that the user can obtain the result of the simulation.

【0031】各プログラムの概要を、図1により説明す
る。
The outline of each program will be described with reference to FIG.

【0032】利用者の操作は、ユーザ・インタフェース
を介して得られる。入力処理部1011はユーザ・インタフ
ェースのどの部分に入力があったかによって、形状定義
部1012、材料定義部1013、ソース項定義部1014および境
界条件定義部1015のいずれかを起動する。各定義部は、
ユーザ定義情報と呼ばれる、シミュレーションを行う対
象である物理現象を定義するための情報の中の、形状に
関する部分、材料に関する部分、物理現象を支配する偏
微分方程式のソース項に関する部分および境界条件に関
する部分の情報を定義する。
The user operation is obtained via the user interface. The input processing unit 1011 activates any one of the shape defining unit 1012, the material defining unit 1013, the source term defining unit 1014, and the boundary condition defining unit 1015 depending on which part of the user interface receives the input. Each definition part is
Of the information for defining the physical phenomenon to be simulated, called the user-defined information, the part related to the shape, the part related to the material, the part related to the source term of the partial differential equation that governs the physical phenomenon, and the part related to boundary conditions. Defines the information for.

【0033】本システムのもとでは、ユーザ定義情報が
シミュレーション対象である物理現象に関する情報を表
現する。本実施例においては、物理現象は領域形状とそ
れに付随する物理属性の組で表現される。領域形状は、
ユーザ・インタフェースを介して絵を描くような感覚で
定義することができ、互いに重ね合わせることが可能に
なっている。ユーザ定義情報の内容の詳細は後述する。
Under the present system, the user-defined information expresses information on the physical phenomenon to be simulated. In the present embodiment, the physical phenomenon is represented by a set of a region shape and its associated physical attribute. The area shape is
It can be defined like drawing a picture through the user interface and can be superimposed on each other. Details of the contents of the user-defined information will be described later.

【0034】ユーザ定義情報によって表現される情報の
みでは、物理現象を正確に表現することはできない。主
な問題は、領域形状を重ね合わせたものは、物理的には
誤ったものであることである。この矛盾を解消するため
に、形状処理プログラム106が用意されている。
The physical phenomenon cannot be accurately expressed only by the information expressed by the user-defined information. The main problem is that overlapping area shapes are physically incorrect. A shape processing program 106 is prepared to eliminate this contradiction.

【0035】このプログラム106内の外部境界抽出部120
1は、ユーザ定義情報のうち形状に関する部分の情報お
よび材料に関する部分の情報を用いて、形状の輪郭から
シミュレーションの境界条件を設定するべき外部境界に
あたるものを取り出して物理モデル情報102に格納す
る。
The external boundary extraction unit 120 in this program 106
1 uses the information on the part related to the shape and the information on the part related to the material of the user-defined information, and extracts the part corresponding to the external boundary from which the boundary condition of the simulation should be set, and stores it in the physical model information 102.

【0036】直和分解部1501は、ユーザ定義情報のうち
形状に関する部分の情報および材料に関する部分の情報
を用いて、重ね合わせた領域形状のうち、他の領域形状
に覆い隠されている部分を消去することで矛盾を解消
し、またこうして矛盾を解消した領域形状の情報を物理
モデル情報102に格納する。
The direct sum decomposition unit 1501 uses the information of the part relating to the shape and the information of the part relating to the material in the user-defined information, to determine the part of the overlapped region shape which is covered by another region shape. By deleting the contradiction, the contradiction is resolved, and the information of the area shape in which the contradiction is resolved is stored in the physical model information 102.

【0037】物理モデル情報102の内容の詳細および外
部境界抽出部1201と直和分解部1501の処理の詳細は後述
する。
Details of the contents of the physical model information 102 and details of the processing of the external boundary extraction unit 1201 and the direct sum decomposition unit 1501 will be described later.

【0038】シミュレーションコード生成部2401は、物
理モデル情報102から材料に関する部分の情報を取り出
して、材料データベース2501とのマッチングを行い、材
料定数を得てシミュレーションコード104に反映させ
る。また、シミュレーションコード生成部2401は、物理
モデル情報102からソース項および境界条件に関する部
分の情報を取り出して、数値計算知識ベース2601とのマ
ッチングを行い、対象としている物理現象を解くための
方程式やそのソース項、また数値解法を得てシミュレー
ションコード104に反映させる。
The simulation code generation unit 2401 extracts the information on the material-related portion from the physical model information 102, performs matching with the material database 2501, obtains a material constant, and reflects it in the simulation code 104. Further, the simulation code generation unit 2401 extracts the information of the source term and the part related to the boundary condition from the physical model information 102, performs matching with the numerical calculation knowledge base 2601, and the equation and the equation for solving the target physical phenomenon. The source term and the numerical solution are obtained and reflected in the simulation code 104.

【0039】計算格子生成部2491は、物理モデル情報10
2から形状に関する部分の情報を取り出して、これを有
限要素メッシュに分割し、計算格子データ105として出
力する。
The calculation grid generation unit 2491 uses the physical model information 10
The information on the part related to the shape is taken out from 2, and this is divided into a finite element mesh and output as calculation grid data 105.

【0040】シミュレーションコード104の内容の詳
細、計算格子データ105の内容の詳細およびシミュレー
ションコード生成部2401の処理の詳細と材料データベー
ス2501および数値計算知識ベース2601の内容の詳細は後
述する。
Details of the contents of the simulation code 104, details of the calculation grid data 105, details of the processing of the simulation code generation unit 2401, and details of the contents of the material database 2501 and the numerical calculation knowledge base 2601 will be described later.

【0041】図3は例題として取り上げた、熱解析と流
体解析の連成問題である。
FIG. 3 shows a coupled problem of thermal analysis and fluid analysis taken as an example.

【0042】壁302によって区切られた流路の中に鉄柱3
04が立っている。水303は流路の左方向305から流入し、
右方向306に流出している。また鉄柱304は発熱してい
る。参考のため、図には各部の寸法をx、y座標の形で付
してある。
Steel pillars 3 are provided in the flow path divided by the wall 302.
04 is standing. Water 303 flows in from the left side 305 of the flow path,
It flows to the right 306. Further, the iron pillar 304 is generating heat. For reference, the dimensions of each part are given in the form of x and y coordinates in the figure.

【0043】図4は、表示装置203(図2)の画面の代表例
である。
FIG. 4 is a typical example of the screen of the display device 203 (FIG. 2).

【0044】表示画面は、ウィンドウ401とその中の描
画領域402、図形操作メニュー404、解析分野メニュー40
8、材料メニュー413、ソース項メニュー417、境界条件
メニュー419およびシミュレーション実行開始ボタン423
からなる。
The display screen includes a window 401, a drawing area 402 in the window 401, a graphic operation menu 404, and an analysis field menu 40.
8, material menu 413, source term menu 417, boundary condition menu 419 and simulation execution start button 423
Consists of.

【0045】利用者が物理現象を定義する一般的な手順
を説明する。利用者が定義した物理現象は、図1のユー
ザ定義情報101に記憶される。
A general procedure for a user to define a physical phenomenon will be described. The physical phenomenon defined by the user is stored in the user-defined information 101 in FIG.

【0046】(1) 解析分野メニュー408から対象となる
物理現象を選択する。解析の対象とする物理現象と対象
外とする物理現象は、ボタンの色で区別する。
(1) Select the target physical phenomenon from the analysis field menu 408. The physical phenomenon to be analyzed and the physical phenomenon to be excluded are distinguished by the color of the button.

【0047】(2) 解析分野メニュー408から編集する物
理現象を選択する。この選択操作が必要な理由は、ソー
ス項と境界条件の情報が物理現象によって異なるためで
ある。この選択操作は、作成した領域形状および材料に
影響を与えない。この選択操作は、ソース項および境界
条件の表示を変更する。この選択操作は、編集作業の間
を通じて常に行うことができる。この選択操作は、前項
(1)により解析対象として選択した物理現象からのみ行
える。
(2) Select the physical phenomenon to be edited from the analysis field menu 408. The reason why this selection operation is necessary is that the information on the source term and the boundary condition differs depending on the physical phenomenon. This selection operation does not affect the created region shape and material. This selection operation changes the display of source terms and boundary conditions. This selecting operation can always be performed throughout the editing work. This selection operation is
It can be performed only from the physical phenomenon selected for analysis in (1).

【0048】(3) 図形操作メニュー404のうち図形作成
を意味する多角形作成ボタン405または円作成ボタン406
のうちからから作成する図形を選択する。選択された図
形は形状定義部1012(図1)で処理される。
(3) A polygon creation button 405 or a circle creation button 406 which means creation of a figure in the figure operation menu 404
Select the shape to create from the list. The selected figure is processed by the shape definition unit 1012 (FIG. 1).

【0049】(4) 材料メニュー413から図形に付加する
材料を選択する。選択された材料は材料定義部1013(図
1)で処理される。
(4) Select a material to be added to the figure from the material menu 413. The selected material is processed by the material definition unit 1013 (FIG. 1).

【0050】(5) ソース項メニュー417から図形に付加
するソース項を選択する。選択されたソース項はソース
項定義部1014(図1)で処理される。
(5) Select a source term to be added to the figure from the source term menu 417. The selected source term is processed by the source term definition unit 1014 (FIG. 1).

【0051】(6) 境界条件メニュー419から図形に付加
する境界条件を選択する。選択された境界条件は境界条
件定義部1015(図1)で処理される。
(6) From the boundary condition menu 419, select a boundary condition to be added to the figure. The selected boundary condition is processed by the boundary condition definition unit 1015 (FIG. 1).

【0052】(7) 形状定義部1012は、描画領域402の中
に(3)で選択された図形を作成して表示する。作成され
た図形には、(4)、(5)、(6)で選択された材料、ソース
項および境界条件が付加される。
(7) The shape defining section 1012 creates and displays the figure selected in (3) in the drawing area 402. The material, source term and boundary condition selected in (4), (5) and (6) are added to the created figure.

【0053】(8) 図形操作メニュー404の修正ボタン407
を押すことで、作成した図形の修正を行う。この修正も
形状定義部1012が行う。
(8) Modify button 407 of the graphic operation menu 404
Press to correct the created figure. The shape defining unit 1012 also performs this correction.

【0054】(9) (3)〜(8)を繰り返すことで図形を作成
していく。図形は重ね合わせることができる。重ね合わ
せの順番は、後から作成した図形が上になるが、利用者
が操作することによって後から変更することも可能であ
る。以上によって選択された図形等の情報はユーザ定義
情報901として記憶される。
(9) A graphic is created by repeating (3) to (8). Figures can be overlaid. The superposition order is such that the graphic created later is on the top, but it can also be changed later by the user's operation. Information such as a figure selected by the above is stored as user-defined information 901.

【0055】(10) シミュレーション実行ボタン423を押
すことで、編集作業を終了し、ユーザ定義情報901から
外部境界抽出部1201および直和分解部1501によって物理
モデル情報102を生成する。
(10) By pressing the simulation execution button 423, the editing work is terminated, and the physical model information 102 is generated from the user-defined information 901 by the external boundary extraction unit 1201 and the direct sum decomposition unit 1501.

【0056】編集作業が終了すると、システムは物理モ
デル情報102からシミュレーションコード変換プログラ
ム103によってシミュレーションコード104および計算格
子データ105を生成し、コンパイラ205によって実行形式
を作り、シミュレーション実行プログラム206によって
シミュレーションの実行を行い、結果を出す。
When the editing work is completed, the system generates the simulation code 104 and the calculation grid data 105 from the physical model information 102 by the simulation code conversion program 103, creates the execution format by the compiler 205, and executes the simulation by the simulation execution program 206. And give results.

【0057】図3に示した物理現象を定義する手順を図5
から図8により解説する。解析する現象は熱と流体の連
成なので、解析分野メニューからは熱と流体を選択す
る。
FIG. 5 shows the procedure for defining the physical phenomenon shown in FIG.
Starting from Fig.8. Since the phenomenon to be analyzed is a combination of heat and fluid, select heat and fluid from the analysis field menu.

【0058】図5は、流路を表す長方形501を作成したと
ころである。まず編集する解析分野として解析分野メニ
ューより「熱(502)」を選択し、図形操作メニューから
多角形を、材料メニューから「水」を、ソース項メニュ
ーから「なし」を、境界条件から「熱伝導」をそれぞれ
選択し、描画領域に長方形を作成する。
FIG. 5 shows a rectangle 501 representing a flow path. First, select “heat (502)” from the analysis field menu as the analysis field to edit, select polygon from the figure operation menu, “water” from the material menu, “none” from the source item menu, and “heat” from the boundary condition. Select "Conduction" to create a rectangle in the drawing area.

【0059】図6は、図5において作成した流路を表す長
方形に、流体解析におけるソース項および境界条件を追
加したところである。まず編集する解析分野を解析分野
メニューにより「流体(602)」に変更する。長方形601の
材料の表示と、材料メニューに変化はないが、ソース項
メニュー603と境界条件メニュー604には変化がある。ソ
ース項メニューから「なし」を選択し、長方形に設定す
る。境界条件メニューから「流入/流出」を選択し、長
方形601の左辺と右辺に設定した。境界条件メニューか
ら「静止壁」を選択し、長方形の上辺と下辺に設定し
た。
FIG. 6 is a diagram in which the source term and the boundary condition in the fluid analysis are added to the rectangle representing the flow channel created in FIG. First, the analysis field to be edited is changed to "fluid (602)" by the analysis field menu. There is no change in the display of the material of the rectangle 601 and the material menu, but there is a change in the source term menu 603 and the boundary condition menu 604. Select None from the Source section menu to set it to a rectangle. "Inflow / Outflow" was selected from the boundary condition menu and set on the left and right sides of the rectangle 601. I selected "stationary wall" from the boundary condition menu and set it on the upper and lower sides of the rectangle.

【0060】図7は、鉄柱を表す三角形を作成したとこ
ろである。図5と同様の手順により、編集する解析分野
を「熱」に戻し、材料に「鉄」を、ソース項に「発熱」
を、境界条件に「なし」を選んで(なお、後の境界抽出
処理により、この三角形の辺は熱解析においては外部境
界にならないので、境界条件を設定する必要は厳密にい
えばない)、描画領域に三角形を作成した。
FIG. 7 shows a triangle which represents an iron pillar. Following the same procedure as in Fig. 5, the analysis field to be edited is returned to "heat", the material is "iron", and the source is "heat".
, And select “none” as the boundary condition (note that the side of this triangle will not become an external boundary in the thermal analysis due to the boundary extraction process that follows, so it is not necessary to set the boundary condition strictly). A triangle was created in the drawing area.

【0061】図8は、図7において作成した鉄柱を表す三
角形に、流体解析におけるソース項および境界条件を追
加したところである。編集する解析分野を「流体」に切
り替え、ソース項に「なし」を選択して(なお、後の直
和分解部の処理により、この三角形の内部は流体解析に
おいては解析対象領域にならないので、ソース項を設定
する必要は厳密にいえばない)三角形に設定し、境界条
件に「静止壁」を選んで(後の境界抽出処理により、こ
の三角形の辺は流体解析において外部境界になる)三角
形の辺に設定した。
FIG. 8 is a diagram in which the source term and the boundary condition in the fluid analysis are added to the triangle representing the iron column created in FIG. Switch the analysis field to be edited to "Fluid", select "None" for the source term (Note that the inside of this triangle will not be the analysis target area in the fluid analysis due to the processing of the direct sum decomposition section later, (It is not strictly necessary to set the source term) Set it to a triangle, select "stationary wall" as the boundary condition (the side of this triangle will become an external boundary in the fluid analysis by the boundary extraction processing later) Set on the side of.

【0062】図9に、ユーザ定義情報901の一般的な形式
を示す。
FIG. 9 shows a general format of the user definition information 901.

【0063】902は問題全体の情報で、問題名称と、そ
の問題が時間依存かどうか(定常問題か非定常問題か)お
よび解析対象とする分野(ひとつ以上)からなる。
Reference numeral 902 is information on the entire problem, which includes a problem name, whether or not the problem is time-dependent (a stationary problem or a non-stationary problem), and a field (one or more) to be analyzed.

【0064】903は定義した形状における頂点の情報
で、各頂点は名称と座標からなる。
Reference numeral 903 is information on vertices in the defined shape, and each vertex is composed of a name and coordinates.

【0065】904は定義した形状における辺の情報で、
各辺は名称と両端の点、その辺に設定されている境界条
件の組(その数は解析対象分野数に一致する)とからな
る。
Reference numeral 904 is side information in the defined shape.
Each side is composed of a name, points at both ends, and a set of boundary conditions set on the side (the number of which corresponds to the number of analysis target fields).

【0066】905は定義した形状における面の情報で、
各面は名称とそれを構成する辺の組、その面に設定され
ている材料とソース項の組(その数は解析対象分野数に
一致する)とからなる。
Reference numeral 905 is surface information in the defined shape.
Each face consists of a name, a set of edges that make up the face, and a set of materials and source terms set on the face (the number of which corresponds to the number of analysis target fields).

【0067】図10は、図5〜図8において作成したユーザ
定義情報901を視覚的に表現したものである。解析分野
ごとに見えかたは変わる。1001は熱解析の観点から見た
物理現象を、1002は流体解析の観点から見た物理現象を
表す。各頂点、各辺、各面にはそれぞれv、e、sで始ま
り通し番号で識別される名称を与えてある。
FIG. 10 is a visual representation of the user-defined information 901 created in FIGS. The appearance changes depending on the analysis field. Reference numeral 1001 represents a physical phenomenon from the viewpoint of thermal analysis, and 1002 represents a physical phenomenon from the viewpoint of fluid analysis. Each vertex, each side, and each face are given names that start with v, e, and s and are identified by serial numbers.

【0068】図11は、図10のユーザ定義情報901の具体
例である。1102は問題名称、時間依存性、解析分野(こ
の場合は2つ)。1103は頂点の情報で、7つの頂点をそれ
ぞれ座標で表現している。1104は辺の情報で、始点と終
点、それに境界条件(それぞれ2つの解析分野に対応した
境界条件を記録している)からなる辺が7本ある。1105は
面の情報で、3角形と4角形がひとつずつ、材料(解析分
野の数によらない)とソース項(解析分野の数だけある)
の情報を付加されている。
FIG. 11 is a specific example of the user-defined information 901 of FIG. 1102 is the problem name, time dependency, analysis field (two in this case). 1103 is vertex information, and each of the seven vertices is represented by coordinates. Reference numeral 1104 denotes side information, which has seven sides including a start point, an end point, and boundary conditions (each of which records boundary conditions corresponding to two analysis fields). 1105 is surface information, one triangle and one rectangle, material (not depending on the number of analysis fields) and source term (there are only the number of analysis fields)
Information has been added.

【0069】利用者による物理現象の定義が終了した時
点で、形状処理プログラム106が起動されてユーザ定義
情報901が物理モデル情報102に変換される。
When the definition of the physical phenomenon by the user is completed, the shape processing program 106 is started and the user definition information 901 is converted into the physical model information 102.

【0070】図14(a)はユーザ定義された領域の例を示
す。3つの長方形が1404、1403、1402の順番に重ねられ
ている。長方形1404と1403は同じ材料からなり、長方形
1402の材料は異なるものとする。太い実線(1405)は長方
形の輪郭のうち目に見えているもの、細い破線(1406)は
他の長方形に隠されているもの。
FIG. 14A shows an example of a user-defined area. Three rectangles are stacked in the order 1404, 1403, 1402. Rectangle 1404 and 1403 are made of the same material,
The material of 1402 shall be different. The thick solid line (1405) is the visible outline of the rectangle, and the thin dashed line (1406) is hidden by other rectangles.

【0071】図12は境界抽出部の処理フローである。FIG. 12 is a processing flow of the boundary extraction unit.

【0072】外部境界抽出部1201が、まず多角形の輪郭
を細分辺と呼ばれる最小単位、すなわち他の辺と交わら
ない線分に分割する(ステップ1502)。図16(a)にその詳
細を示す。ここでは細分辺生成後の領域を示し、すべて
の辺について他の辺と交点があるかを判定し(ステップ1
603)、各辺を他の辺と交わらない線分に分割する。図14
(b)は、細い実線がそれぞれ細分辺である。細分辺に
は、1408のようなそれ自身をはさんだ片側に何もない細
分辺と、1409のようにその両側に同じ材料がある細分
辺、および1410のようにその両側に異なる材料がある細
分辺がある。外部境界になるのは、片側に何もない細分
辺である。
The external boundary extraction unit 1201 first divides the contour of the polygon into minimum units called subdivision sides, that is, line segments that do not intersect with other sides (step 1502). The details are shown in FIG. 16 (a). Here, the region after the generation of subdivided edges is shown, and it is judged whether or not all edges have intersections with other edges (step 1
603), divide each side into line segments that do not intersect with other sides. Figure 14
In (b), each thin solid line is a subdivision side. Subdivision edges are subdivision edges that have nothing on one side, such as 1408, with one side between them, subdivision edges that have the same material on both sides, such as 1409, and subdivision edges that have different materials on both sides, such as 1410. There is a side. The outer boundary is a subdivision with nothing on one side.

【0073】そこで、それぞれの細分辺について内側
(その細分辺が属する面の内部を内側とする)と外側の材
料を参照し、その一方が有効かつもう一方が無効であれ
ばその細分辺を外部境界とする(ステップ1203、1204、1
301、1205、1301、1206〜1208)。図14(c)は外部境界抽
出後の領域を示す。太い実線(1412)が抽出された外部境
界である。材料の有効/無効は、図14に挙げたような材
料が存在する/存在しないが典型的な例だが、他にも流
体解析で液体または気体/固体というものや構造解析で
固体/液体または気体というものも含む。いいかえれ
ば、それぞれの細分辺が外部境界になるかどうかは、材
料だけでなく、解析分野にも依存する。図13(1301)は材
料の有効性判別処理1301の処理フローである。材料が無
効になる条件が「空洞図形」(ステップ1302)、「流体解
析における固体」(ステップ1305)、「構造解析における
液体または気体」(ステップ1307)のいずれかであるとい
うことを利用して、与えられた材料が有効か(ステップ1
309)無効か(ステップ1303、1306、1308)を判別してい
る。
Therefore, inside each subdivision side
(The inside of the surface to which the subdivision side belongs is referred to as the inside) and the material on the outside is referred to, and if one is valid and the other is invalid, the subdivision is defined as the external boundary (steps 1203, 1204, 1).
301, 1205, 1301, 1206-1208). FIG. 14 (c) shows the area after extraction of the outer boundary. The thick solid line (1412) is the extracted outer boundary. The valid / invalid of the material is a typical example of the presence / absence of the material as shown in Fig. 14, but other things such as liquid or gas / solid in fluid analysis and solid / liquid or gas in structural analysis Including that. In other words, whether or not each subdivision side becomes an external boundary depends not only on the material but also on the analysis field. FIG. 13 (1301) is a processing flow of the material effectiveness determination processing 1301. Utilizing that the condition that the material becomes invalid is either "cavity figure" (step 1302), "solid in fluid analysis" (step 1305), or "liquid or gas in structural analysis" (step 1307). , The given material is valid (step 1
309) It is determined whether it is invalid (steps 1303, 1306, 1308).

【0074】図15は直和分解部1501の処理フローを示
す。直和分解とは、複数の領域形状を互いに重複する部
分を持たない領域形状に分割および統合する処理をい
う。
FIG. 15 shows a processing flow of the direct sum decomposition unit 1501. The direct sum decomposition is a process of dividing and integrating a plurality of area shapes into area shapes having no overlapping portions.

【0075】図18(a)は直和分解を施す前の領域の例を
示す。3つの長方形が1804、1803、1802の順番に重ねら
れている。長方形1804と1803は同じ材料からなるものと
する。長方形1802の材料は異なる。太い実線(たとえば1
805)は長方形の輪郭のうち目に見えているもの、細い破
線(たとえば1806)は他の長方形に隠されている。
FIG. 18A shows an example of a region before the direct sum decomposition is applied. Three rectangles are stacked in the order of 1804, 1803, 1802. The rectangles 1804 and 1803 are made of the same material. The material of rectangle 1802 is different. Thick solid line (for example, 1
805) is the visible outline of the rectangle, the thin dashed line (eg 1806) is obscured by another rectangle.

【0076】直和分解部1501では、まず境界抽出部と同
様に多角形の輪郭を細分辺に分割する(ステップ1507)。
この処理は図16(a)で示した処理と同じである。図18(b)
は細分辺生成後の領域を示す。細い実線がそれぞれ細分
辺である。細分辺には、1808のようなそれ自身をはさん
だ片側に何もない細分辺と、1809のようにその両側に同
じ材料がある細分辺、および1810のようにその両側に異
なる材料がある細分辺がある。ステップ1503では生成し
た細分辺をもとに領域の分割を行う(ステップ1503)。細
分辺にそって、これ以上分割できない部分に分割する。
ここでは図16(b)に示すように、重なりあった領域は面
ごとに分割する(ステップ1607、1608)。図19(a)はこの
ような領域分割後の部分領域を示す。1902、1903、190
4、1905、1906は他の領域の下に隠れている。図15にお
いて、続いて、無効な部分領域を消去する(ステップ150
4)。この消去は、図17(a)に示されるように、各部領域
ごとに(ステップ1702)、他の部分領域の下にかくれてい
るか否かを判定し(ステップ1703)、そうならその部分領
域を消去する。図19(b)は、この処理の後の部分領域を
示す。この段階で図形の重なり合いはなくなる。ここで
は、図17(b)に示すように、それぞれの部分領域につい
て(ステップ1706)、隣接する部分領域の材料およびソー
ス項が一致すれば、それらの部分領域を統合する(ステ
ップ1707、1708、1709)。最後に、同一属性からなる部
分領域を統合(ステップ1505)する。最終的に図20(a)に
示すように、定義された多角形は2002、2003、2004の3
つの領域に直和分解される。この得られた領域は図20
(b)のように表示される。
The direct sum decomposition unit 1501 first divides the polygonal contour into subdivided sides similarly to the boundary extraction unit (step 1507).
This process is the same as the process shown in FIG. Figure 18 (b)
Indicates the area after the subdivision edge generation. Each thin solid line is a subdivision. Subdivision edges are subdivision edges that have nothing on one side, such as 1808, with one side in between, subdivision edges that have the same material on both sides, such as 1809, and subdivision edges that have different materials on both sides, such as 1810. There is a side. In step 1503, the region is divided based on the generated subdivision side (step 1503). Divide into subdivided parts along the subdivision side.
Here, as shown in FIG. 16B, the overlapping area is divided for each surface (steps 1607 and 1608). FIG. 19A shows the partial area after such area division. 1902, 1903, 190
4, 1905, 1906 are hidden under other areas. In FIG. 15, the invalid partial area is subsequently erased (step 150
Four). This deletion, as shown in FIG. 17 (a), for each partial area (step 1702), it is determined whether or not it is hidden under another partial area (step 1703), and if so, that partial area to erase. FIG. 19 (b) shows the partial area after this processing. At this stage, the overlapping of figures disappears. Here, as shown in FIG. 17 (b), for each partial region (step 1706), if the material and source term of the adjacent partial regions match, these partial regions are integrated (steps 1707, 1708, 1709). Finally, the partial areas having the same attribute are integrated (step 1505). Finally, as shown in Fig. 20 (a), the defined polygons are 2002, 2003, and 2004.
Is directly decomposed into two regions. This obtained area is shown in Figure 20.
Displayed as (b).

【0077】以上の処理によって物理モデル情報が生成
される。
The physical model information is generated by the above processing.

【0078】図21に物理モデル情報の一般的な形式を示
す(2101)。2102はモデル全体に関する情報で、モデルの
名称と時間依存性、解析分野(ひとつ以上)からなる。21
02は点情報で、各点の情報はその名称と座標からなる。
2104は線情報で、それぞれの線は始点と終点となる点の
名称、外部境界となるかどうか(これは解析分野ごとに
異なる)、境界条件(これも解析分野ごとに異なる)から
なる。2105は領域名称で、それぞれの領域は、それを構
成する線の組、材料(これは解析分野によらない)、解析
領域かどうか(これは解析分野ごとに異なる)、ソース項
(これも解析分野ごとに異なる)からなる。
FIG. 21 shows a general format of physical model information (2101). 2102 is information about the entire model, which includes the model name, time dependence, and analysis field (one or more). twenty one
02 is point information, and the information of each point consists of its name and coordinates.
Reference numeral 2104 is line information, and each line includes a name of a start point and an end point, whether or not it is an external boundary (this differs for each analysis field), and boundary conditions (this also differs for each analysis field). 2105 is a region name, and each region is a set of lines that make up it, material (this does not depend on the analysis field), whether it is an analysis area (this is different for each analysis field), source item
(This also differs for each analysis field).

【0079】図22は、図10のユーザ定義情報を境界抽出
処理および直和分解処理によって変換した物理モデル情
報を視覚的に表現したものである。解析分野ごとに見え
かたは変わる。2201は熱解析の観点から見た物理モデル
を、2202は流体解析の観点から見た物理モデルを表す。
各点、各線、各領域にはそれぞれp、l、rで始まり通し
番号で識別される名称を与えてある。
FIG. 22 is a visual representation of physical model information obtained by converting the user-defined information of FIG. 10 by the boundary extraction processing and the direct sum decomposition processing. The appearance changes depending on the analysis field. 2201 represents a physical model from the viewpoint of thermal analysis, and 2202 represents a physical model from the viewpoint of fluid analysis.
Each point, each line, and each area is given a name beginning with p, l, and r and identified by serial numbers.

【0080】図23は、図22の物理モデル情報の具体例で
ある。2302は問題名称、時間依存性、解析分野(この場
合は2つ)。2303は点の情報で、7つの点をそれぞれ座標
で表現している。2304は線の情報で、始点と終点、それ
に境界条件(それぞれ2つの解析分野に対応した境界条件
を記録している)からなる辺が7本ある。1105は面の情報
で、3角形がひとつと、3角形の穴があいた長方形がひと
つ、材料(解析分野の数によらない)と解析対象かどうか
(前述の材料の有効性と対応する、解析分野ごとに異な
る)、およびソース項(解析分野ごとに異なる)の情報を
付加されている。特にr002(3角形の穴があいた長方形)
の構成線に注意されたい。穴を構成する3本の線が追加
されているのが図11のユーザ定義情報と比較した場合の
長方形s002との顕著な差である。
FIG. 23 is a specific example of the physical model information of FIG. 2302 is the problem name, time dependency, analysis field (two in this case). 2303 is information of points, and each of the 7 points is represented by coordinates. Reference numeral 2304 denotes line information, which has seven sides including a start point, an end point, and boundary conditions (each of which records boundary conditions corresponding to two analysis fields). 1105 is surface information, one triangle, one rectangle with a triangular hole, whether it is a material (regardless of the number of analysis fields) and analysis target
Information is added (corresponding to the effectiveness of the materials described above, which differs for each analysis field), and source term (which differs for each analysis field). Especially r002 (rectangle with triangular holes)
Note the composition line of. The addition of the three lines forming the hole is a remarkable difference from the rectangle s002 when compared with the user-defined information in FIG.

【0081】図1に示すように、物理モデル情報102
は、シミュレーションコード変換プログラム103によっ
てシミュレーションコード104と計算格子データ105に変
換される。シミュレーションコード変換プログラム103
は、材料データベース2501と数値計算知識ベース2601を
用いるシミュレーションコード生成部2401と、有限要素
メッシュを生成する計算格子生成部2491からなる。
As shown in FIG. 1, the physical model information 102
Is converted into a simulation code 104 and calculation grid data 105 by the simulation code conversion program 103. Simulation code conversion program 103
Is composed of a simulation code generation unit 2401 that uses a material database 2501 and a numerical calculation knowledge base 2601, and a calculation grid generation unit 2491 that generates a finite element mesh.

【0082】計算格子生成の方法は、手動で作成するも
のや自動生成するものを含めて従来より多くの手法が提
案されており、また本発明の本質とは無関係なため、具
体的な処理の内容については割愛する。
As a method for generating a calculation grid, many methods have been proposed in the past, including those manually created and automatically generated, and since it is irrelevant to the essence of the present invention, a specific processing I will omit the contents.

【0083】シミュレーションコード生成の方法は、特
願平3-338165による発明と同様のものを用いているが、
ここでも簡単に説明する。
The simulation code generation method uses the same method as the invention of Japanese Patent Application No. 3-338165.
A brief explanation will be given here as well.

【0084】図24はシミュレーションコード生成部2401
の処理フローである。
FIG. 24 shows a simulation code generator 2401.
Is a processing flow of.

【0085】まず、物理モデル情報102からモデル名
称、解析分野、時間依存性を得て(ステップ2402)、さら
に、あらかじめ生成しておいた計算格子データ105を得
る(ステップ2403)。
First, the model name, the analysis field, and the time dependency are obtained from the physical model information 102 (step 2402), and further the calculation grid data 105 generated in advance is obtained (step 2403).

【0086】次に、解析分野ごとに(ステップ2404)、数
値計算知識ベース2601から変数を得る(ステップ2405)。
さらに、それぞれに解析対象となっている領域と外部境
界について必要な情報を収集する。ある領域が解析対象
であるかどうか(ステップ2407)は、解析分野ごとに異な
り、それは物理モデル情報102に記録されている。解析
対象であると判別された領域について、計算格子データ
から有限要素を、その領域に付属した材料名称をキーに
して材料データベース2501から材料定数を、その領域に
付属したソース項名称をキーにして数値計算知識ベース
2601からソース項情報を、それぞれ得る(ステップ2408
〜2410)。又、外部境界ごとに、それに付属した境界条
件名称をキーにして、数値計算知識ベース2601から境界
条件情報を得る。なお、ある境界が外部境界であるとい
うことは、その解析分野において解析対象となっている
ことを示すので、改めて解析対象かどうかを調べる必要
はない。
Next, variables are obtained from the numerical calculation knowledge base 2601 for each analysis field (step 2404) (step 2405).
Furthermore, we collect the necessary information about the area to be analyzed and the external boundary. Whether or not a certain area is an analysis target (step 2407) differs depending on the analysis field and is recorded in the physical model information 102. For the area determined to be the analysis target, the finite element from the computational grid data, the material constant from the material database 2501 with the material name attached to that area as the key, and the source term name attached to that area as the key Numerical calculation knowledge base
Obtain source term information from 2601 respectively (step 2408
~ 2410). Also, for each external boundary, the boundary condition name attached thereto is used as a key to obtain boundary condition information from the numerical calculation knowledge base 2601. It should be noted that the fact that a certain boundary is an external boundary indicates that it is an analysis target in the analysis field, and therefore it is not necessary to check again whether it is the analysis target.

【0087】次に数値計算知識ベース2601から解法を選
択する規則を得て(ステップ2413)、それを用いて、いく
つかの候補の中から、与えられた物理モデルにふさわし
い数値解法を選択する(ステップ2414)。選択された数値
解法および境界条件をそれぞれ実行するためのシミュレ
ーションプログラムを生成し(ステップ2415、2416)、こ
れらを併せて一つのシミュレーションプログラムとす
る。こうして、シミュレーションコード生成処理は完了
する。
Next, a rule for selecting a solution method is obtained from the numerical calculation knowledge base 2601 (step 2413), and a numerical solution method suitable for a given physical model is selected from among several candidates (step 2413). Step 2414). A simulation program for executing each of the selected numerical solution method and boundary conditions is generated (steps 2415, 2416), and these are combined into one simulation program. In this way, the simulation code generation process is completed.

【0088】図25は、材料データベース2501の一般的な
形式である。2502は材料データベース全体に関する情報
で、データベースに記録する材料定数の種類を列挙して
いる。2503は各材料に関する情報で、材料の名称と相
(固体か液体か気体かの区別)、および各材料定数の値か
らなる。
FIG. 25 shows a general format of the material database 2501. 2502 is information on the entire material database, listing the types of material constants recorded in the database. 2503 is information about each material, which is the name and phase of the material.
(Discrimination between solid, liquid and gas), and the value of each material constant.

【0089】図26は、数値計算知識ベース2601の一般的
な形式である。解析分野ごとに構築する。2602はひとつ
の解析分野全体に関する情報で、その解析分野の名称、
使用する変数、方程式、材料定数を記述する。2603は数
値解法の候補ごとの情報で、数値解法の名称とその数値
解法を選択する条件、およびシミュレーションコードを
生成するためのプログラムからなる。
FIG. 26 shows a general format of the numerical calculation knowledge base 2601. Build for each analysis field. 2602 is information about one analysis field as a whole.
Describe the variables, equations, and material constants used. 2603 is information for each numerical solution candidate, which consists of a numerical solution name, conditions for selecting the numerical solution, and a program for generating a simulation code.

【0090】図27は具体的な材料データベース2501の具
体例である。2702にはデータベースに記録する材料定数
の種類を、2703には各材料に対する材料定数の値が記録
されている。
FIG. 27 shows a concrete example of the concrete material database 2501. The type of material constant recorded in the database is recorded in 2702, and the value of the material constant for each material is recorded in 2703.

【0091】図28は具体的な数値計算知識ベース2601の
具体例である。2802は熱解析の知識ベースで、変数に温
度、方程式と材料定数が記述されている。2803は熱解析
のための解法の候補である。2804は流体解析の知識ベー
スである。
FIG. 28 is a concrete example of a concrete numerical calculation knowledge base 2601. 2802 is a knowledge base for thermal analysis, in which variables such as temperature, equations and material constants are described. 2803 is a candidate solution for thermal analysis. 2804 is a knowledge base for fluid analysis.

【0092】図29はシミュレーションコードの一般的な
形式である。具体的なシミュレーションプログラムはこ
こに挙げる情報を含んだものとなる。最初はシミュレー
ション全体に関する情報で、2903のシミュレーション名
称と時間依存性および解析分野と2903の計算格子データ
名称からなる。2904以降は解析分野ごとの情報で、解析
分野名と変数名、材料定数とソース項および境界条件、
解法とシミュレーションプログラムからなる。必ずしも
ここに挙げた情報の形で記述する必要はなく、解析分野
ごとに分けずに記述することや、領域全体に共通な情報
は一括して指定することもある。
FIG. 29 is a general format of simulation code. The specific simulation program includes the information listed here. The first is information about the entire simulation, which is composed of 2903 simulation names and time dependence, analysis fields, and 2903 computational grid data names. After 2904, information for each analysis field, analysis field name and variable name, material constant and source term and boundary condition,
It consists of a solution and a simulation program. It is not always necessary to describe in the form of the information listed here, and it may be described without dividing it into analysis fields, or information common to the entire area may be specified collectively.

【0093】図30は有限要素の情報を格納する計算格子
データの一般的な形式である。3002は計算格子データ全
体に関する情報で、計算格子名称からなる。3003は節点
情報で、各節点の情報は、節点名称と座標からなる。30
04は有限要素情報で、各有限要素は有限要素名称とそれ
を構成する節点名称からなる。3005は境界要素情報で、
各境界要素は境界要素名称とそれを構成する節点名称か
らなる。なお境界要素とは、有限要素の構成辺のうち、
外部境界に含まれるものをいう。
FIG. 30 shows a general format of calculation grid data for storing information on finite elements. 3002 is information regarding the entire calculation grid data, which is composed of the calculation grid name. 3003 is node information, and the information of each node consists of a node name and coordinates. 30
04 is finite element information, and each finite element consists of a finite element name and the node names that make up it. 3005 is boundary element information,
Each boundary element is composed of a boundary element name and the node names that compose it. Note that the boundary element is, of the constituent edges of the finite element,
It is included in the outer boundary.

【0094】図31はシミュレーションコードの具体例で
ある。ここでは、本発明によるシステムが偏微分方程式
向けプログラミング言語DEQSOLのソースコードを出力す
るものとしているが、FORTRANなどの一般的なプログラ
ミング言語を出力することも可能である。図29と形式は
異なるが、シミュレーションを行うに当たって必要な情
報は入っている。
FIG. 31 shows a concrete example of the simulation code. Here, the system according to the present invention outputs the source code of the programming language DEQSOL for partial differential equations, but it is also possible to output a general programming language such as FORTRAN. Although the format is different from that in Fig. 29, it contains the information necessary for performing the simulation.

【0095】図32は計算格子データの具体例である。32
02は節点データで、各節点の情報はnで始まり通し番号
で識別される名称と座標からなる。3203は有限要素デー
タで、各有限要素の情報はmで始まり通し番号で識別さ
れる名称と有限要素の種類(ここでは3角形要素)、有限
要素を構成する節点の名称からなる。3204は領域の情報
で、各形状領域に属する有限要素の数と次元(ここでは
平面上の領域なので2次元)、および領域を構成する有限
要素の名称からなる。3205は外部境界の情報で、各外部
境界に属する節点の数と次元(境界は線要素なので1次
元)、および境界を構成する節点の名称からなる。
FIG. 32 shows a concrete example of the calculation grid data. 32
02 is node data, and the information of each node consists of a name and coordinates identified by serial numbers starting with n. 3203 is finite element data, and the information of each finite element includes a name that starts with m and is identified by a serial number, the type of finite element (triangular element in this case), and the names of the nodes that make up the finite element. Reference numeral 3204 denotes area information, which includes the number and dimension of finite elements belonging to each shape area (here, the area is a plane and thus is two-dimensional), and the names of finite elements constituting the area. The external boundary information 3205 includes the number and dimension of the nodes belonging to each external boundary (one-dimensional because the boundary is a line element), and the names of the nodes forming the boundary.

【0096】[0096]

【発明の効果】まず領域形状の重なり合いを許すことに
より、複雑な領域形状の入力および修正が簡単なものに
なる。
By allowing the overlapping of the area shapes, it becomes easy to input and correct a complicated area shape.

【0097】次に領域形状と解析条件を並行して設定で
きることにより、利用者にとってより自然な形の問題記
述を可能にする。
Next, since the area shape and the analysis condition can be set in parallel, it is possible to describe the problem in a more natural form for the user.

【0098】さらに外部境界を自動的に抽出することに
より、利用者にとっての境界条件の管理の煩わしさを解
消することができる。
Further, by automatically extracting the external boundary, it is possible to eliminate the complexity of managing the boundary condition for the user.

【0099】以上述べたように、本発明によれば、物理
現象のシミュレーションを行う際の問題入力が簡単なも
のになり、入力ミスを低減し、工数を大幅に減らすこと
が可能になる。
As described above, according to the present invention, the problem input at the time of simulating the physical phenomenon can be simplified, the input error can be reduced, and the man-hour can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る各処理モジュールの構成と処理の
流れとシステム内部の情報の流れと処理モジュールの構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of each processing module according to the present invention, a flow of processing, a flow of information inside a system, and a configuration of a processing module.

【図2】装置全体の構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the entire apparatus.

【図3】例題として取り上げた、熱解析と流体解析の連
成問題を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a coupled problem of thermal analysis and fluid analysis taken as an example.

【図4】ユーザ・インタフェースの外観を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an appearance of a user interface.

【図5】問題を定義する手順を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a procedure for defining a problem.

【図6】問題を定義する手順を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a procedure for defining a problem.

【図7】問題を定義する手順を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a procedure for defining a problem.

【図8】問題を定義する手順を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a procedure for defining a problem.

【図9】ユーザ定義情報の一般的な形式を示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a general format of user-defined information.

【図10】例題に対応するユーザ定義情報を視覚化した
図である。
FIG. 10 is a diagram visualizing user-defined information corresponding to an example.

【図11】ユーザ定義情報の具体例である。FIG. 11 is a specific example of user-defined information.

【図12】境界抽出処理のフローである。FIG. 12 is a flow of boundary extraction processing.

【図13】材料の有効性判別処理のフローである。FIG. 13 is a flowchart of a material effectiveness determination process.

【図14】境界抽出処理の概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram of boundary extraction processing.

【図15】直和分解処理のフローである。FIG. 15 is a flow of a direct sum decomposition process.

【図16】細分辺の生成処理および領域の分割処理のフ
ローである。
FIG. 16 is a flowchart of subdivision side generation processing and area division processing.

【図17】無効な部分領域の消去処理および同一属性の
部分領域の統合処理のフローである。
FIG. 17 is a flowchart of a process of deleting an invalid partial region and a process of integrating partial regions having the same attribute.

【図18】直和分解処理の概念図である。FIG. 18 is a conceptual diagram of a direct sum decomposition process.

【図19】直和分解処理の概念図である。FIG. 19 is a conceptual diagram of a direct sum decomposition process.

【図20】直和分解処理の概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram of a direct sum decomposition process.

【図21】物理モデルの一般的な形式である。FIG. 21 is a general format of a physical model.

【図22】例題に対応する物理モデル情報を視覚化した
図である。
FIG. 22 is a diagram visualizing physical model information corresponding to an example.

【図23】物理モデル情報の具体例である。FIG. 23 is a specific example of physical model information.

【図24】シミュレーションコード生成処理のフローで
ある。
FIG. 24 is a flow of a simulation code generation process.

【図25】材料データベースの一般的な形式である。FIG. 25 is a general format for a material database.

【図26】数値計算知識ベースの一般的な形式である。FIG. 26 is a general form of a Numerical Computation Knowledge Base.

【図27】材料データベースの具体例である。FIG. 27 is a specific example of a material database.

【図28】数値計算知識ベースの具体例である。FIG. 28 is a specific example of a numerical calculation knowledge base.

【図29】シミュレーションコードの一般的な形式であ
る。
FIG. 29 is a general form of simulation code.

【図30】計算格子データの一般的な形式である。FIG. 30 is a general format of computational grid data.

【図31】シミュレーションコードの具体例である。FIG. 31 is a specific example of simulation code.

【図32】計算格子データの具体例である。FIG. 32 is a specific example of calculation grid data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

901…ユーザ定義情報の一般形式、1001…熱解析に関す
るユーザ定義情報、1002…流体解析に関するユーザ定義
情報、1101…ユーザ定義情報の具体例、2101…物理モデ
ル情報の一般形式、2201…熱解析に関する物理モデル情
報、2202…流体解析に関する物理モデル情報、2301…物
理モデル情報の具体例、2501…材料データベースの一般
形式、2601…数値計算知識ベースの一般形式、2701…材
料データベースの具体例、2801…数値計算知識ベースの
具体例、2901…シミュレーションコードの一般形式、30
01…計算格子データの一般形式、3101…シミュレーショ
ンコードの具体例、3201…計算格子データの具体例。
901 ... General format of user-defined information, 1001 ... User-defined information regarding thermal analysis, 1002 ... User-defined information regarding fluid analysis, 1101 ... Specific example of user-defined information, 2101 ... General format of physical model information, 2201 ... Regarding thermal analysis Physical model information, 2202 ... Physical model information regarding fluid analysis, 2301 ... Specific example of physical model information, 2501 ... General format of material database, 2601 ... General format of numerical calculation knowledge base, 2701 ... Specific example of material database, 2801 ... Specific example of numerical calculation knowledge base, 2901 ... General format of simulation code, 30
01 ... General format of calculation grid data, 3101 ... Specific example of simulation code, 3201 ... Specific example of calculation grid data.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】処理装置と、該処理装置に情報を入力する
入力装置と、該入力された情報および該処理装置により
生成された情報を表示する表示装置とを有するシステム
において、 入力すべき領域を指定するための、その領域を表す図形
に関する情報と、その領域を占める物質を識別する情報
とを含む領域情報を操作者により入力し、 該入力された領域情報に基づいて、該領域を、その物質
が識別可能なように該表示装置に表示し、 他の複数の領域とそれぞれの領域を占める物質に対し
て、上記入力と表示を繰返し、 該繰返しにおいて、後で入力された領域情報が指定する
一つの領域が先に入力された少なくとも一つの他の領域
情報が指定する他の領域に重畳する部分を有するとき、
該一つの領域を占める物質と該他の領域を占める物質と
が異なる場合には、該重畳する部分に関しては、該後で
入力された領域を優先して表示し、該一つの領域を占め
る物質と該他の領域を占める物質とが同じで、かつ、該
一つの領域が該他の領域に重畳する部分を有するか、も
しくは該一つの領域が該他の領域に隣接する場合には、
該他の領域を該一つの領域に連結された領域として表示
し、 該繰返しの後に、該繰り返しの間に入力された複数の領
域情報が指定する複数の領域により構成される有効な複
数の領域を判別し、 該複数の有効な領域のそれぞれを表す図形情報とそれぞ
れを占める物質を識別する情報とを含む領域情報を生成
し、 該判別においては、 後で入力された領域情報が指定する一つの領域が先に入
力された少なくとも一つの他の領域情報が指定する他の
領域に重畳する部分を有するとき、該一つの領域を占め
る物質と該他の領域を占める物質とが異なる場合には、
該一つの領域の内、該重畳する部分を無効とし、 該一つの領域を占める物質と該他の領域を占める物質と
が同じであって、かつ、該一つの領域が該他の領域に重
畳する部分を有するか、もしくは、該一つの領域が該他
の領域に隣接する場合、該一つの領域と該他の領域とを
連続した一つの領域に統合し、 該無効および該統合を互いに異なる領域の組みに対して
繰返す領域入力方法。
1. An area to be input in a system having a processing device, an input device for inputting information to the processing device, and a display device for displaying the input information and the information generated by the processing device. The operator inputs area information including information about a figure representing the area and information identifying a substance occupying the area, and based on the input area information, the area is The substance is displayed on the display device so that it can be identified, and the input and display are repeated for a plurality of other regions and substances occupying the respective regions, and in the repetition, the region information input later is displayed. When one area to be designated has a portion which overlaps with another area designated by at least one other area information previously input,
When the substance occupying the one region and the substance occupying the other region are different from each other, with respect to the overlapping portion, the region input later is preferentially displayed, and the substance occupying the one region. And the material occupying the other region is the same, and if the one region has a portion that overlaps the other region, or if the one region is adjacent to the other region,
The other areas are displayed as areas connected to the one area, and after the repetition, a plurality of effective areas configured by a plurality of areas designated by a plurality of area information input during the repetition Region information including graphic information representing each of the plurality of effective regions and information identifying the substance occupying each of the plurality of effective regions is generated, and in the determination, the region information specified later is designated. When one area has a portion overlapping with another area specified by at least one other area information previously input, when the substance occupying the one region and the substance occupying the other region are different, ,
Of the one area, the overlapping portion is invalidated, the material occupying the one area is the same as the material occupying the other area, and the one area is overlapped with the other area. Or the one region is adjacent to the other region, the one region and the other region are integrated into one continuous region, and the invalidity and the integration are different from each other. An area input method that repeats for a set of areas.
【請求項2】該複数の有効な領域を表す領域情報は、各
有効な領域と他の有効な領域との境界を表す内部境界に
関する情報と、該複数の有効な領域の組みとその組み以
外の領域との境界を表す外部境界に関する情報とを含む
請求項1記載の領域入力方法。
2. The area information representing the plurality of valid areas includes information about an internal boundary representing a boundary between each valid area and another valid area, and a set of the plurality of valid areas and a set other than the set. The area input method according to claim 1, further comprising information on an outer boundary representing a boundary with the area.
【請求項3】操作者が入力したいずれかの領域情報に、
その領域情報が指定する領域を占める物質に関する情報
が含まれていないとき、予め定められた物質を指定する
情報を該入力された領域情報に付加するステップをさら
に有する請求項1記載の領域入力方法。
3. The area information entered by the operator,
2. The area input method according to claim 1, further comprising the step of adding information specifying a predetermined substance to the input area information when the area information does not include information about the material occupying the specified area. .
【請求項4】操作者が入力する複数の領域情報の一つ
は、入力すべき領域が存在しないことを表す空洞を指定
する領域情報を含む請求項1記載の領域入力方法。
4. The area input method according to claim 1, wherein one of the plurality of area information input by the operator includes area information designating a cavity indicating that there is no area to be input.
【請求項5】該複数の有効な領域の判別は、 重なり合った領域形状を直和分解し,重なり合いのない
図形の集合に変換するステップを有する請求項1記載の
領域入力方法。
5. The area input method according to claim 1, wherein the determination of the plurality of effective areas includes a step of performing a direct sum decomposition of overlapping area shapes and converting the overlapping area shapes into a set of non-overlapping figures.
【請求項6】シミュレーションすべき問題を記述する情
報をさらに入力し、 該判別された複数の有効領域を指定する領域情報と該入
力された問題記述情報とから、該複数の有効領域を解析
領域として、該問題の解を求めるシミュレーションプロ
グラムを自動生成するステップをさらに有する請求項1
記載のシミュレーションプログラム生成方法。
6. A plurality of valid areas are analyzed by further inputting information describing a problem to be simulated, and based on the area information designating the plurality of judged valid areas and the inputted problem description information. The method further comprises the step of automatically generating a simulation program for obtaining a solution to the problem.
The described simulation program generation method.
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