JP2002304422A - Hot fluid cae system - Google Patents

Hot fluid cae system

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JP2002304422A
JP2002304422A JP2002081731A JP2002081731A JP2002304422A JP 2002304422 A JP2002304422 A JP 2002304422A JP 2002081731 A JP2002081731 A JP 2002081731A JP 2002081731 A JP2002081731 A JP 2002081731A JP 2002304422 A JP2002304422 A JP 2002304422A
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calculation
fluid
thermal
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Tetsuro Ogushi
哲朗 大串
Kunihiko Kaga
邦彦 加賀
Akihiro Goto
明広 後藤
Akiko Imaizumi
明子 今泉
Masatoshi Koyanagi
正俊 小▲やなぎ▼
Masaaki Murakami
政明 村上
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hot fluid CAE system in which a required network can be selected according to a problem and the calculation can be executed accurately in a short time. SOLUTION: This hot fluid CAE system forms the network not containing constants such as resistance on the basis of data input in an input device and supplied the network to a network generator. The system also displays calculation results on a network plan. Therefore, a system user can optionally set a network suitable for the problem and the calculation can be executed accurately.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は計算機を用いた熱
流体CAEシステム、特に、回路網法によって機器や装
置の熱解析や流体解析を行なう熱流体CAEシステムに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermo-fluid CAE system using a computer, and more particularly to a thermo-fluid CAE system for performing thermal analysis and fluid analysis of equipment and devices by a network method.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器を始めとする機器を設計する際
に、放熱処理等のために機器内の熱拡散状態を知る必要
がある。そのために、熱解析、流体解析が必要とされ
る。近年、機器の大容量化、高密度化、高速化の進展は
目覚ましく、装置単位体積当りの消費電力は高まる一方
である。従って、これまでのように勘と経験で熱解析、
流体解析を行なうことが困難になりつつある。そこで、
コンピュータを利用した設計解析計算、いわゆるCAE
の普及に伴って、機器の温度分布や流量分布を計算によ
って予測することが行なわれるようになってきている。
ここで、熱解析とは機器各部の温度分布や熱流分布を予
測することを意味し、流体解析とは熱解析を行なうため
に流体の流量分布、流速分布、圧力分布を予測すること
を意味している。
2. Description of the Related Art When designing a device such as an electronic device, it is necessary to know a heat diffusion state in the device for heat radiation treatment or the like. Therefore, thermal analysis and fluid analysis are required. 2. Description of the Related Art In recent years, progress in increasing capacity, density, and speed of devices has been remarkable, and power consumption per unit volume of devices has been increasing. Therefore, the thermal analysis,
It is becoming difficult to perform fluid analysis. Therefore,
Design analysis calculation using computer, so-called CAE
With the spread of, the temperature distribution and the flow rate distribution of the equipment have been predicted by calculation.
Here, thermal analysis means predicting the temperature distribution and heat flow distribution of each part of the equipment, and fluid analysis means predicting the flow rate distribution, flow velocity distribution, and pressure distribution of the fluid in order to perform thermal analysis. ing.

【0003】機器の熱流体解析には、熱回路網法と呼ば
れる手法および流体回路網法と呼ばれる手法が広く使用
されている。熱回路網法では、機器内部が幾つかの領域
に分割され、各領域の中央にノードと呼ばれる代表点が
設けられる。そして、各領域間のエネルギバランスを表
す連立方程式を解くことにより、ノード点の温度および
ノード間の熱流が求められる。また、流体回路網法で
は、流体内部が幾つかの領域に分割され、各領域の中央
にノードと呼ばれる代表点を設けられる。そして、各ノ
ードの運動量を保存するようにノード間を流れる流量の
質量バランスを表す連立方程式を解くことにより、ノー
ド点の圧力およびノード間の流量が求められる。熱回路
網法と流体回路網法とを併せて熱流体回路網法と呼ぶ。
[0003] A technique called a thermal network method and a technique called a fluid network method are widely used for thermal fluid analysis of equipment. In the thermal network method, the inside of the device is divided into several regions, and a representative point called a node is provided at the center of each region. Then, by solving simultaneous equations representing the energy balance between the respective regions, the temperature at the node points and the heat flow between the nodes are obtained. In the fluid network method, the inside of the fluid is divided into several regions, and a representative point called a node is provided at the center of each region. Then, the pressure at the node points and the flow rate between the nodes are obtained by solving simultaneous equations representing the mass balance of the flow rates flowing between the nodes so as to preserve the momentum of each node. The thermal network method and the fluid network method are collectively referred to as a thermal fluid network method.

【0004】伝熱工学の分野において、熱伝達率や管路
抵抗係数に関して、数多くの解析式や実験式が求められ
ているので、熱伝達率や管路抵抗係数は容易に決定され
る。熱流体回路網法では、それらの熱伝達率や管路抵抗
係数を用いて熱抵抗や管路抵抗を求め、それらの抵抗に
よる回路網について熱流や流体の流量を求める。従っ
て、流体の挙動を厳密に計算することなく温度や熱流を
計算できる。このように、熱流体回路網法によれば、比
較的小規模な計算処理で精度のよい結果が得られる。
[0004] In the field of heat transfer engineering, a number of analytical and empirical formulas are required for the heat transfer coefficient and the pipe resistance coefficient, so that the heat transfer coefficient and the pipe resistance coefficient are easily determined. In the thermal fluid network method, a thermal resistance and a pipeline resistance are determined using the heat transfer coefficient and a pipeline resistance coefficient, and a heat flow and a flow rate of a fluid are determined for the network based on the resistance. Therefore, the temperature and the heat flow can be calculated without strictly calculating the behavior of the fluid. As described above, according to the thermal fluid network method, an accurate result can be obtained by a relatively small-scale calculation process.

【0005】従来の熱流体回路網法を使用したCAEシ
ステムとして、特開平4−7675号公報や特開平4−
30270号公報に示されたものがある。図26は特開
平4−7675号公報に示されたCAEシステムの構成
を示すブロック図である。図において1はデータ入力や
処理コマンド入力のための入力装置、2は入力データの
表示や処理結果表示等のための表示装置、3は入力デー
タを形状データ記憶部4に設定したり形状データ記憶部
4の内容の更新を行ったりする形状データ処理部、5は
外部にある3次元CADシステム、6は機器を小エリア
に分割する処理を行うエリア分割処理部、7は各小エリ
アのノード座標を記憶するノード座標データ記憶部であ
る。
As a conventional CAE system using the thermal fluid network method, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 30270. FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a CAE system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7675. In the figure, 1 is an input device for inputting data and processing commands, 2 is a display device for displaying input data and processing results, and 3 is a device for setting input data in a shape data storage unit 4 or storing shape data. A shape data processing unit for updating the contents of the unit 4, an external three-dimensional CAD system, 6 an area division processing unit for dividing a device into small areas, and 7 a node coordinate of each small area Is a node coordinate data storage unit.

【0006】8は管路抵抗を計算して流体回路網を作成
する流体回路生成部、9は管路圧損データ記憶部、10
は熱抵抗値を計算して熱回路網を作成する熱回路生成
部、11は熱伝達率データ記憶部、12は材料物性デー
タ記憶部、13は流体回路網データおよび熱回路網デー
タを記憶する回路網データ記憶部、14は圧力および流
量の演算を行う流体回路演算処理部15および熱伝導に
よる熱抵抗と流体の流れによる熱抵抗とを演算する熱回
路演算処理部16を有する演算処理部、17は算出され
た圧力データを記憶する圧力流量データ記憶部、18は
算出された温度データを記憶する温度データ記憶部、1
9は計算結果を表示する処理を行う計算結果表示処理
部、20はファン特性データ記憶部である。
Reference numeral 8 denotes a fluid circuit generator for calculating a pipe resistance to create a fluid network, 9 a pipe pressure loss data storage, 10
Is a thermal circuit generation unit that calculates a thermal resistance value to create a thermal network, 11 is a heat transfer coefficient data storage unit, 12 is a material property data storage unit, and 13 is a fluid network data and a thermal network data. A circuit network data storage unit 14 having a fluid circuit operation processing unit 15 for calculating pressure and flow rate, and an arithmetic processing unit having a heat circuit operation processing unit 16 for calculating thermal resistance due to heat conduction and thermal resistance due to fluid flow; 17 is a pressure flow rate data storage unit for storing the calculated pressure data, 18 is a temperature data storage unit for storing the calculated temperature data, 1
Reference numeral 9 denotes a calculation result display processing unit that performs a process of displaying a calculation result, and reference numeral 20 denotes a fan characteristic data storage unit.

【0007】次に動作について説明する。ここでは、図
27に示す例を対象に各部の温度と流量分布を求める場
合について説明する。図27に示す例は、直方体の金属
板21の両端22、23間に電源24により一定の電圧
Vがかけられるものである。金属板21には、I=V/
e で表される電流Iが通電し、Q=Re 2 のジュー
ル熱が発熱する。また、ダクト25の内部をファン26
により駆動されて流動する空気27が加熱される。な
お、Re は金属板21の電気抵抗28の抵抗値を示す。
Next, the operation will be described. Here, a case will be described in which the temperature and the flow rate distribution of each part are obtained for the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 27, a constant voltage V is applied by a power supply 24 between both ends 22 and 23 of a rectangular parallelepiped metal plate 21. On the metal plate 21, I = V /
Energized current I represented by R e, Q = R e I 2 of Joule heat is exothermic. Further, the inside of the duct 25 is
The air 27 which is driven and flows by heating is heated. Incidentally, R e represents a resistance value of the electrical resistance 28 of the metal plate 21.

【0008】以下、計算処理の流れを図28に示した計
算フローを参照して説明する。形状データ処理部3は、
図27に示す装置の形状を直線や円、円弧などの図形デ
ータとして取り込み、形状データ記憶部4に記憶した
り、内容の更新を行ったりする。図形データは入力装置
1から入力される。また、入力装置1には、関連する処
理コマンドが入力される。そして、表示装置2は、入力
データ等を表示している(ステップST1,ST2)。
Hereinafter, the flow of the calculation process will be described with reference to the calculation flow shown in FIG. The shape data processing unit 3
The shape of the apparatus shown in FIG. 27 is fetched as graphic data such as a straight line, a circle, or an arc, and is stored in the shape data storage unit 4 or the content is updated. The graphic data is input from the input device 1. The input device 1 receives a related processing command. Then, the display device 2 displays input data and the like (steps ST1 and ST2).

【0009】形状データ記憶部4に記憶されている形状
データは、図27に示すような2次元あるいは3次元空
間上の座標を示すデータから構成されている。なお、他
の一般的な3次元CADシステム5から形状データを取
り込むこともできる。エリア分割処理部6は、形状デー
タ記憶部4内の形状データを取り込み、図29に示すよ
うに機器全体を小エリア41に分割する(ステップST
3)。そして、小エリア重心点座標を算出し、重心点を
ノード42とする。エリア分割処理部6は、ノード座標
データをノード座標記憶部7に格納する(ステップST
4)。
The shape data stored in the shape data storage unit 4 is composed of data indicating coordinates in a two-dimensional or three-dimensional space as shown in FIG. It should be noted that shape data can also be imported from another general three-dimensional CAD system 5. The area division processing unit 6 fetches the shape data in the shape data storage unit 4, and divides the entire device into small areas 41 as shown in FIG. 29 (step ST).
3). Then, the coordinates of the center of gravity of the small area are calculated, and the center of gravity is set as the node 42. The area division processing section 6 stores the node coordinate data in the node coordinate storage section 7 (step ST).
4).

【0010】次に、流体回路生成部8は、ノード座標デ
ータ記憶部7内のノード座標データと管路圧損データ記
憶部9内の管路圧損データとを用いて流体部分の管路抵
抗51の抵抗値を計算する(図30参照)。管路圧損デ
ータ記憶部9には、断面変化率と圧損係数との関係を示
すテーブルや管路開口率と圧損係数との関係を示すテー
ブルなど、あらかじめ実験等により導出された数値のテ
ーブルが記憶されている。流体回路生成部8は、管路抵
抗51の値のうち、摩擦損失抵抗を、接続されている2
つの圧力ノード52間の距離および接している面の面積
などから決定する。圧力ノード52は、図29に示され
た各ノード42のうちダクト25内に設定されたノード
に相当する。また、局所圧損抵抗を、管路圧損データ記
憶部9の管路圧損データを参照して、隣合う2つの小エ
リアの断面積の変化などにもとづいて決定する(ステッ
プST5)。
Next, the fluid circuit generation unit 8 uses the node coordinate data in the node coordinate data storage unit 7 and the pipeline pressure loss data in the pipeline pressure loss data storage unit 9 to generate the pipeline resistance 51 of the fluid part. Calculate the resistance value (see FIG. 30). The pipeline pressure loss data storage unit 9 stores a table of numerical values derived in advance through experiments and the like, such as a table indicating a relationship between a cross-sectional change rate and a pressure loss coefficient and a table indicating a relationship between a pipeline opening ratio and a pressure loss coefficient. Have been. The fluid circuit generation unit 8 compares the friction loss resistance among the values of the pipeline resistance 51 with the connected 2
It is determined from the distance between the two pressure nodes 52 and the area of the contacting surface. The pressure node 52 corresponds to a node set in the duct 25 among the nodes 42 shown in FIG. Further, the local pressure loss resistance is determined based on a change in the cross-sectional area of two adjacent small areas with reference to the pipeline pressure loss data in the pipeline pressure loss data storage unit 9 (step ST5).

【0011】形状データ処理部3によって図27に示す
ファン26が入力されている場合には、流体回路生成部
8は、ファン特性データ記憶部20を参照して、ファン
26を含む小エリア41に、種別に応じたファン特性デ
ータを付与する。すなわち、ファンによる圧力上昇すな
わち流体駆動力が電池53の形で設定される。このよう
にして、管路抵抗51と電池53により流体回路網54
が形成される。流体回路生成部8は、作成された流体回
路網データを回路網データ記憶部13に格納する。
When the fan 26 shown in FIG. 27 is input by the shape data processing unit 3, the fluid circuit generation unit 8 refers to the fan characteristic data storage unit 20 and stores the data in the small area 41 including the fan 26. And fan characteristic data according to the type. That is, the pressure increase by the fan, that is, the fluid driving force is set in the form of the battery 53. In this way, the fluid network 54 is formed by the line resistance 51 and the battery 53.
Is formed. The fluid circuit generation unit 8 stores the created fluid network data in the network data storage unit 13.

【0012】次に、熱回路網生成部10は、図31に示
すように、小エリア同士が面または線で接している固体
中の温度ノード61間を熱伝導による熱抵抗62で接続
するとともに、熱抵抗値を算出する。熱回路網生成部1
0は、熱抵抗値を、材料物性データ記憶部12の材料物
性データを参照して、接続されている2つの温度ノード
62間の距離、接している面積および固体の熱伝導率に
もとづいて算出する(ステップST6)。温度ノード6
1,63は、図29に示された各ノード42に相当す
る。熱回路網生成部10は、熱伝導による熱抵抗62の
値の計算結果を固体中における熱回路網データとして回
路網データ記憶部13に格納する。
Next, as shown in FIG. 31, the thermal network generation unit 10 connects the temperature nodes 61 in the solid where the small areas are in contact with each other with a surface or a line by a thermal resistance 62 by heat conduction. Calculate the thermal resistance value. Thermal network generator 1
A value of 0 calculates the thermal resistance value based on the distance between the two connected temperature nodes 62, the contact area, and the thermal conductivity of the solid with reference to the material property data in the material property data storage unit 12. (Step ST6). Temperature node 6
Reference numerals 1 and 63 correspond to the respective nodes 42 shown in FIG. The thermal network generation unit 10 stores the calculation result of the value of the thermal resistance 62 due to heat conduction in the network data storage unit 13 as thermal network data in the solid.

【0013】演算処理部14において、まず、流体回路
演算処理部15は、管路抵抗データを回路網データ記憶
部13から読み込み、非線形連立方程式解法演算を行
う。流体回路演算処理部15は、演算結果である圧力ノ
ード52の圧力と圧力ノード52間の流量とを圧力流量
データ記憶部17に格納する(ステップST7)。
In the arithmetic processing unit 14, first, the fluid circuit arithmetic processing unit 15 reads the pipeline resistance data from the network data storage unit 13 and performs a nonlinear simultaneous equation solution operation. The fluid circuit operation processing unit 15 stores the pressure of the pressure node 52 and the flow rate between the pressure nodes 52, which are the operation results, in the pressure flow data storage unit 17 (step ST7).

【0014】次に、熱回路演算処理部16は、圧力ノー
ド52間の流量、圧力ノード52間の流速、熱伝達率デ
ータ記憶部11の熱伝達係数データ、および材料物性デ
ータ記憶部12の材料物性データをもとに、固体中の温
度ノード61と流体中の温度ノード63間の熱伝達によ
る熱抵抗64を、および、流体中の温度ノード63間の
流体の流れによる熱抵抗65の値を計算する。このよう
にして、熱抵抗62,64,65による熱回路網66が
形成される。熱回路演算処理部16は、熱回路網66中
にある温度ノード61に成立するエネルギ保存式を表す
熱抵抗係数行列を完成させる。そして、連立方程式演算
によって、全てのノードの温度を算出する(ステップS
T8)。自然対流などのように、圧力ノード52の圧力
がノードの温度に依存して決定されるような場合には、
流体回路演算処理部15と熱回路演算処理部16とが交
互に反復処理を行い、結果が収束するまで処理を繰り返
される。
Next, the heat circuit arithmetic processing unit 16 determines the flow rate between the pressure nodes 52, the flow velocity between the pressure nodes 52, the heat transfer coefficient data in the heat transfer coefficient data storage unit 11, and the material in the material property data storage unit 12. Based on the physical property data, the value of the thermal resistance 64 due to heat transfer between the temperature node 61 in the solid and the temperature node 63 in the fluid and the value of the thermal resistance 65 due to the flow of the fluid between the temperature nodes 63 in the fluid are calculated. calculate. In this way, a thermal network 66 is formed by the thermal resistors 62, 64, 65. The thermal circuit operation processing unit 16 completes a thermal resistance coefficient matrix representing an energy conservation equation established at the temperature node 61 in the thermal network 66. Then, the temperatures of all the nodes are calculated by the simultaneous equation calculation (Step S).
T8). In the case where the pressure of the pressure node 52 is determined depending on the temperature of the node, such as natural convection,
The fluid circuit operation processing unit 15 and the heat circuit operation processing unit 16 alternately perform repetitive processing, and the processing is repeated until the result converges.

【0015】熱回路演算処理部16は、このようにして
得られた温度データを、温度データ記憶部18に格納す
る。圧力流量データ記憶部17内の圧力データおよび流
量データならびに温度データ記憶部18内の温度データ
は、形状データ、ノード座標データおよび回路網データ
とともに、計算結果表示処理部19に取り込まれる。計
算結果表示処理部19は、温度分布、流量分布などを視
覚的に表示するために以下の処理を行う(ステップST
9)。
The thermal circuit operation processing section 16 stores the temperature data thus obtained in the temperature data storage section 18. The pressure data and the flow rate data in the pressure / flow rate data storage section 17 and the temperature data in the temperature data storage section 18 are taken into the calculation result display processing section 19 together with the shape data, the node coordinate data and the circuit network data. The calculation result display processing unit 19 performs the following processing to visually display the temperature distribution, the flow rate distribution, and the like (step ST).
9).

【0016】図32は計算結果表示処理部19の処理に
より表示装置1に表示された温度分布を示す図である。
計算結果表示処理部19は、形状データ記憶部4から形
状データを取り込み、装置の形状を表示装置2に表示す
る。システム利用者は対話的処理により、表示したいデ
ータ(温度、圧力、流量)、その表示方式(等温線図に
よる表示やベクトル図による表示等)および表示したい
断面を指示する。温度および等温線図が指定された場合
には、計算結果表示処理部19は、ノード座標データ記
憶部7のノード座標データと温度データ記憶部18の温
度データとを用いて、ノード間温度を補間処理すること
により、装置形状上に等温線71を描く処理を行う。そ
して、表示装置2上に図32に示すように表示する(ス
テップST10)。
FIG. 32 is a diagram showing the temperature distribution displayed on the display device 1 by the processing of the calculation result display processing section 19.
The calculation result display processing unit 19 fetches the shape data from the shape data storage unit 4 and displays the shape of the device on the display device 2. The system user specifies the data to be displayed (temperature, pressure, flow rate), the display method (display by an isotherm diagram, display by a vector diagram, and the like) and the section to be displayed by interactive processing. When the temperature and the isotherm diagram are designated, the calculation result display processing unit 19 interpolates the inter-node temperature using the node coordinate data of the node coordinate data storage unit 7 and the temperature data of the temperature data storage unit 18. By performing the process, a process of drawing the isotherm 71 on the device shape is performed. Then, it is displayed on the display device 2 as shown in FIG. 32 (step ST10).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来の熱流体解析CA
Eシステムは以上のように構成されているので、次のよ
うな問題点があった。 (1)熱回路網あるいは流体回路網のいずれか一方の生
成または両者の生成をシステム利用者が選択できない。 (2)熱回路生成部10、流体回路生成部8および演算
処理部14しか備えられていないので、金属板21の電
気伝導度の温度変化に起因する電気抵抗28(R e )の
変化によって金属板21のジュール発熱量が変化するこ
と、さらに、金属板21の温度や空気27の温度が変化
することを考慮するための電気回路網と熱回路網および
流体回路網とを連成させた場合には対応できない。ま
た、金属板21の表面に薄い液膜が設けられた場合、液
の蒸発により空気27が加湿されたときの空気27の温
度変化や湿度変化を求めるための水分の移動を表す物質
移動回路網と熱回路網および流体回路網とを連成させた
場合には対応できない。 (3)形状データ以外の計算に必要なデータを入力装置
から各記憶部に入力できる構成となっていないので、デ
ータの変更や追加をシステム利用者が自由に行うことが
できない。この結果、問題に最も適したデータを使用で
きない場合がある。 (4)境界条件など全ての計算パラメータをシステム利
用者が関数や表の形で設定できないので、問題に最も適
したパラメータ変化を採用できない場合がある。そのよ
うな場合には精度のよい計算ができない。 (5)システム利用者は、最大のノード数、初期条件、
境界条件、回路条件に関するデータを選択できない。す
なわち、所望のレベルのシミュレーションができない。
すなわち、利用者が期待する精度以上の演算が実行され
てしまう場合がある。その結果、不必要に大きな記憶領
域が確保されたり、不必要なデータを入力しなければな
らない場合が生じたりして、システムの効率的な使用が
できない。 (6)回路網として四角メッシュしかできない。そのた
めに、固体中の熱伝導を計算する場合に、曲面などの任
意の形状に対応しにくく計算精度が低下する。 (7)回路網を解く演算手法をシステム利用者が自由に
選択できないため、問題に最も適した解法による高速で
精度のよい計算ができない場合がある。 (8)回路網が入力できないないため、システム利用者
が問題に最も適した回路網を設定できず、問題に最も適
した回路網による精度のよい計算ができない場合があ
る。 (9)回路網図上に計算結果の表示が行えないので、計
算結果の詳細な解析が困難な場合がある。 (10)CAEシステムから直接外部機器の温度や流量
などを制御することはできない。 (11)回路網法による解法を使用しているため、特
に、流体中の渦など、細かな流れを解析することが困難
である。そのために、流れが複雑な場合には精度がよく
ない。
SUMMARY OF THE INVENTION Conventional thermal fluid analysis CA
The E system is configured as described above.
There was a problem. (1) Either thermal network or fluid network
The system user cannot select the generation or the generation of both. (2) Thermal circuit generator 10, fluid circuit generator 8, and operation
Since only the processing unit 14 is provided, the power of the metal plate 21 is
The electric resistance 28 (R e)of
The change may cause a change in the Joule heating value of the metal plate 21.
And the temperature of the metal plate 21 and the temperature of the air 27 change
Electrical and thermal networks to take into account
It is not possible to cope with the case of coupling with a fluid circuit network. Ma
When a thin liquid film is provided on the surface of the metal plate 21, the liquid
Of air 27 when air 27 is humidified by evaporation
A substance that expresses the movement of water to determine the change in temperature or humidity
Coupled moving network with thermal network and fluid network
I can't handle it. (3) Input device for data necessary for calculations other than shape data
Since it is not configured to be able to input to each storage unit from
System users are free to change or add data
Can not. This allows you to use the data best suited to your problem
May not work. (4) All calculation parameters such as boundary conditions are
Since the user cannot set it in the form of functions or tables, it is best suited to the problem.
In some cases, the changed parameter cannot be adopted. That's it
In such a case, accurate calculation cannot be performed. (5) The system user has the maximum number of nodes, initial conditions,
Data on boundary conditions and circuit conditions cannot be selected. You
That is, a simulation of a desired level cannot be performed.
That is, an operation that is more accurate than the user expects is performed.
In some cases. As a result, unnecessarily large storage
Area must be secured or unnecessary data must be entered.
In some cases, the efficient use of the system
Can not. (6) Only a square mesh can be formed as a circuit network. That
In order to calculate the heat conduction in a solid,
It is difficult to correspond to a desired shape, and the calculation accuracy is reduced. (7) The system user can freely use the calculation method to solve the network
Because it is not possible to select, the best solution for the problem
Accurate calculation may not be possible. (8) The system user cannot input the network.
Cannot set up the network that best fits the problem, and
May not be able to perform accurate calculations
You. (9) Since calculation results cannot be displayed on the circuit diagram,
Detailed analysis of the calculation result may be difficult. (10) Temperature and flow rate of external equipment directly from CAE system
Cannot be controlled. (11) Since the solution method based on the network method is used,
Difficult to analyze small flows such as vortices in fluids
It is. Therefore, when the flow is complicated, high accuracy
Absent.

【0018】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、複雑な問題に適した解析モデル
を自由に設定でき、精度がよい実用的なCAEシステム
を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a practical and accurate CAE system in which an analysis model suitable for a complicated problem can be freely set. I do.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱流体C
AEシステムは、入力装置に入力されたデータにもとづ
いて抵抗値等の定数を含まない回路網を作成し、その回
路網を回路網生成装置に供給する回路網図形処理装置を
備えたものである。
Means for Solving the Problems The thermal fluid C according to the present invention
The AE system includes a network graphic processing device that creates a network that does not include constants such as resistance values based on data input to an input device and supplies the network to a network generation device. .

【0020】この発明に係る熱流体CAEシステムは、
演算処理装置による演算結果を入力し、回路網図形処理
装置が作成した回路網図上に演算結果を表示する処理を
行う回路網図形上表示処理部を備えたものである。
The thermal fluid CAE system according to the present invention comprises:
A circuit graphic on-screen display processing unit is provided for inputting the operation result of the arithmetic processing device and displaying the operation result on a circuit diagram created by the circuit graphic processing device.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による熱
流体CAEシステムの構成を示すブロック図である。図
において、1はデータ入力や処理コマンド入力のための
入力装置、2は入力データの表示や処理結果表示等のた
めの表示装置、101は入力データをデータベース処理
装置105や関数式・表計算処理装置106に設定した
り回路網生成装置102に供給したりする入力データ処
理装置、102は各種回路網を生成する回路網生成装
置、103は温度、圧力、電圧および濃度を演算する演
算処理装置、104は演算結果を回路網とともに表示す
る制御を行う計算結果表示処理装置、105は各種のパ
ラメータを記憶するとともに各パラメータを用いて熱伝
導率等を算出して出力するデータベース処理装置、10
6は関数式や表計算法を記憶する関数式・表計算処理装
置である。関数式・表計算処理装置106内の関数式や
表計算法は、回路網生成装置102内の各生成部、演算
処理装置103内の各演算処理部およびデータベース処
理装置105内の各処理部によって利用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a thermal fluid CAE system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is an input device for inputting data and processing commands, 2 is a display device for displaying input data and displaying a processing result, 101 is a database processing device 105 and a function formula / table calculation process for input data. An input data processing device to be set in the device 106 or supplied to the network generation device 102; 102, a network generation device for generating various types of networks; 103, an arithmetic processing device for calculating temperature, pressure, voltage, and concentration; Numeral 104 denotes a calculation result display processing device for performing control for displaying the operation result together with the circuit network. Numeral 105 denotes a database processing device which stores various parameters and calculates and outputs thermal conductivity and the like using each parameter.
Reference numeral 6 denotes a functional formula / spreadsheet processing device that stores a functional formula and a spreadsheet method. The function formulas and spreadsheets in the function formula / spreadsheet processing unit 106 are determined by each generation unit in the circuit network generation unit 102, each calculation unit in the calculation processing unit 103, and each processing unit in the database processing unit 105. Used.

【0022】図2は回路網生成装置102および演算処
理装置103の構成を詳細に示すブロック図である。図
に示すように、回路網生成装置102は、熱回路網を作
成する熱回路網生成部111、流体回路網を作成する流
体回路網生成部112、電気回路網を作成する電気回路
網生成部113、および物質移動回路網を作成する物質
移動回路網生成部114からなっている。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configurations of the circuit network generating device 102 and the arithmetic processing device 103. As shown in the figure, the network generating apparatus 102 includes a thermal network generating unit 111 for generating a thermal network, a fluid network generating unit 112 for generating a fluid network, and an electric network generating unit for generating an electric network. 113, and a mass transfer network generation unit 114 for creating a mass transfer network.

【0023】演算処理装置103は、回路網生成装置1
02に接続された演算処理部122および具体的な回路
網演算を行う回路網演算部119を有する。演算処理部
122は、定常状態における演算を制御する定常計算処
理部120および過渡状態における演算を制御する過渡
計算処理部121を有する。回路網演算部119は、各
ノードの温度および各ノード間の熱流を算出する熱回路
網演算処理部115、各ノードの圧力および各ノード間
の流体流量を算出する流体回路網演算処理部116、各
ノードの電圧および各ノード間の電流を算出する電気回
路網演算処理部117、ならびに各ノードにおける濃度
および各ノード間の物質移動量を算出する物質移動回路
網演算処理部118を有する。
The arithmetic processing unit 103 includes the circuit network generation device 1
An arithmetic processing unit 122 and a network operation unit 119 for performing a specific circuit operation are connected to the operation unit 122. The calculation processing unit 122 includes a steady-state calculation processing unit 120 that controls a calculation in a steady state and a transient calculation processing unit 121 that controls a calculation in a transient state. The network operation unit 119 includes a thermal network operation processing unit 115 that calculates the temperature of each node and the heat flow between the nodes, a fluid network operation processing unit 116 that calculates the pressure of each node and the fluid flow rate between each node, It has an electric network operation unit 117 for calculating the voltage of each node and the current between the nodes, and a mass transfer circuit operation unit 118 for calculating the concentration at each node and the amount of mass transfer between each node.

【0024】図3はデータベース処理装置105の構成
を詳細に示すブロック図である。データベース処理装置
105において、関数式・表計算処理装置106に格納
されている関数や表計算法を利用して、熱伝達率処理部
131が熱伝達率を、管路抵抗係数処理部132が管路
抵抗係数を、物質伝達処理部133が物質伝達率を、フ
ァン・ポンプ特性処理部134がファンやポンプの流量
の関数としての圧力上昇を、材料物性処理部135が材
料の熱伝導率、流体の比熱、粘性係数などの材料物性
を、その他のパラメータ処理部136が液膜表面積など
計算において変化させるパラメータを計算する。そし
て、必要なら計算結果を記憶する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the database processing device 105 in detail. In the database processing unit 105, the heat transfer coefficient processing unit 131 uses a function or a spreadsheet method stored in the function formula / table calculation processing unit 106 to calculate the heat transfer coefficient, and the pipe resistance coefficient processing unit 132 uses The mass transfer processing unit 133 calculates the mass transfer rate, the fan / pump characteristic processing unit 134 measures the pressure rise as a function of the flow rate of the fan and the pump, and the material property processing unit 135 measures the thermal conductivity of the material and the fluid. The other parameter processing unit 136 calculates parameters that change the material properties such as specific heat and viscosity coefficient in the calculation such as the liquid film surface area. Then, the calculation result is stored if necessary.

【0025】データベース処理装置105は、熱伝達
率、管路抵抗係数、物質伝達率、ファン・ポンプ特性、
材料物性値のデータが設定されたデータベースを有す
る。データベース処理装置105における処理部が計算
によってそれらを求める構成とすることもできる。その
場合には、データベースがなくてもよい。あるいは、デ
ータベースと各処理部とを併用することもできる。図に
示すように、この場合には、データベース処理装置10
5は、熱伝達率の算出または熱伝達率データベースのア
クセスを行う熱伝達率処理部131、管路抵抗係数の算
出または管路抵抗係数データベースのアクセスを行う管
路抵抗係数処理部132、物質伝達率の算出または物質
伝達率データベースのアクセスを行う物質伝達率処理部
133、ファン・ポンプ特性データベースのアクセスを
行う特性処理部134、材料物性データベースのアクセ
スを行う材料物性処理部135、その他のパラメータ処
理部136を有する。
The database processing unit 105 includes a heat transfer coefficient, a pipe resistance coefficient, a material transfer coefficient, a fan / pump characteristic,
It has a database in which data of material property values are set. The processing unit in the database processing device 105 may obtain them by calculation. In that case, the database may not be required. Alternatively, the database and each processing unit can be used together. As shown in the figure, in this case, the database processing device 10
5, a heat transfer coefficient processing unit 131 for calculating a heat transfer coefficient or accessing a heat transfer coefficient database; a pipe resistance coefficient processing unit 132 for calculating a pipe resistance coefficient or accessing a pipe resistance coefficient database; The material transfer rate processing unit 133 for calculating the ratio or accessing the material transfer rate database, the property processing unit 134 for accessing the fan / pump property database, the material property processing unit 135 for accessing the material property database, and other parameter processing It has a part 136.

【0026】入力データ処理装置101は、図4に示す
ように、計算の種類や回路網の選択および入力データ処
理部142に対する必要データの供給を行う計算制御条
件処理部141と、回路網生成装置102、データベー
ス処理装置105および関数式・表計算処理装置106
にデータを供給する入力データ処理部142と、自動図
面作成装置(CAD)や外部のCAEシステムに搭載さ
れた図形処理装置などの外部図形処理装置143に接続
された形状データ処理部144と、形状データ処理部1
44が作成した形状データ記憶部145と、エリア分割
処理およびノード設定処理を行う回路網データ処理部1
46とを有する。
As shown in FIG. 4, the input data processing unit 101 includes a calculation control condition processing unit 141 for selecting a type of calculation and a circuit network and supplying necessary data to the input data processing unit 142. 102, database processing device 105 and function formula / table calculation processing device 106
An input data processing unit 142 for supplying data to an external graphic processing device 143 such as an automatic drawing creation device (CAD) or a graphic processing device mounted on an external CAE system; Data processing unit 1
44, and the network data processing unit 1 for performing the area dividing process and the node setting process.
46.

【0027】図5は計算結果表示処理装置104の構成
を詳細に示すブロック図である。図に示すように、計算
結果表示処理装置104は、計算結果処理部153と、
計算結果表示処理部158とを有する。計算結果処理部
153は、温度、圧力、電圧、水分などの濃度、加熱
量、熱容量、流体重量、電気容量、物質重量などのスカ
ラ値を表示できるようにするためのスカラ処理部151
と、熱流、風量、風速、電流、物質移動量(例えば、水
分移動量)などのベクトル値、および、熱抵抗、管路抵
抗、電気抵抗、物質移動抵抗(例えば、水分移動抵抗)
などのノード間に設定される値を表示できるようにする
ためのベクトル処理部152とを有する。なお、以下、
熱抵抗等のノード間に設定される値もベクトル値に含め
て扱う。計算結果表示処理部158は、スカラ値やベク
トル値の時間変化や繰り返し回数による変化を表示する
ための変化表示処理部154と、空間分布を表示するた
めの空間分布表示処理部155と、等高線表示をするた
めの等高線表示処理部156と、ベクトル矢印線を表示
するためのベクトル線表示処理部157とを有する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the calculation result display processing device 104 in detail. As shown in the figure, the calculation result display processing device 104 includes a calculation result processing unit 153,
And a calculation result display processing unit 158. The calculation result processing unit 153 is a scalar processing unit 151 for displaying scalar values such as temperature, pressure, voltage, concentration of moisture and the like, heating amount, heat capacity, fluid weight, electric capacity, and substance weight.
And vector values such as heat flow, air volume, wind speed, current, mass transfer amount (eg, water transfer amount), and thermal resistance, pipeline resistance, electric resistance, mass transfer resistance (eg, water transfer resistance)
And a vector processing unit 152 for displaying values set between nodes. Note that
The value set between nodes such as thermal resistance is also included in the vector value. The calculation result display processing unit 158 includes a change display processing unit 154 for displaying a temporal change of a scalar value or a vector value or a change due to the number of repetitions, a spatial distribution display processing unit 155 for displaying a spatial distribution, and contour display. And a vector line display processing unit 157 for displaying a vector arrow line.

【0028】次に動作について説明する。ここでは、図
6に示す例を対象に各部の温度と流量分布を求める場合
について説明する。図6に示す例は、直方体の金属板2
1の両端22、23間に電源24により一定の電圧Vが
かけられるものである。金属板21には、I=V/Re
で表される電流Iが通電し、Q=Re 2 のジュール熱
が発熱する。また、ダクト25の内部をファン26によ
り駆動されて流動する空気27が加熱され、かつ、液膜
161の蒸発により加湿される。このとき、金属板21
の電気伝導度が温度によって変化するので、金属板21
の電気抵抗28(Re )が変化する。よって、金属板2
1を流れる電流Iも変化する。その結果、Re 2 で表
される金属板21のジュール発熱量が変化する。また、
加湿量も変化する。その結果、空気27の温度および湿
度も変化する。
Next, the operation will be described. Here, a case will be described in which the temperature and the flow rate distribution of each part are obtained for the example shown in FIG. The example shown in FIG. 6 is a rectangular parallelepiped metal plate 2.
A constant voltage V is applied by a power supply 24 between the two ends 22 and 23 of the power supply 1. The metal plate 21 has I = V / R e
A current I represented by the following equation (1) flows , and Joule heat of Q = R e I 2 is generated. Further, the air 27 flowing inside the duct 25 driven by the fan 26 is heated and humidified by evaporation of the liquid film 161. At this time, the metal plate 21
Of the metal plate 21 because the electrical conductivity of the
Changes the electric resistance 28 (R e ). Therefore, the metal plate 2
1 also changes. As a result, the Joule heat value of the metal plate 21 represented by R e I 2 changes. Also,
The amount of humidification also changes. As a result, the temperature and humidity of the air 27 also change.

【0029】入力装置1はデータの入力や処理コマンド
の入力を行い、表示装置2は入力データの表示や処理結
果の表示を行うことは従来例と同様である。図4に示す
ような入力データ処理装置101において、形状データ
処理部144は、図6に示す機器形状を直線や円、円弧
などの図形データとして取り込む。そして、形状データ
記憶部145に図形データを記憶したり、形状データ記
憶部145の内容の更新を行ったりする。ここで、形状
データ記憶部145に記憶されている形状データは、2
次元あるいは3次元空間上の座標を示すデータで構成さ
れている。図4に示すように、他の一般的な3次元CA
Dシステムなどの外部図形処理装置143から形状デー
タを取り込むこともできる。
The input device 1 inputs data and processing commands, and the display device 2 displays input data and processing results in the same manner as in the prior art. In the input data processing device 101 shown in FIG. 4, the shape data processing unit 144 takes in the device shape shown in FIG. 6 as graphic data such as a straight line, a circle, and an arc. Then, figure data is stored in the shape data storage unit 145, and the contents of the shape data storage unit 145 are updated. Here, the shape data stored in the shape data storage unit 145 is 2
It is composed of data indicating coordinates in a three-dimensional or three-dimensional space. As shown in FIG. 4, another common three-dimensional CA
Shape data can also be imported from an external graphic processing device 143 such as a D system.

【0030】回路網データ処理部146は、形状データ
記憶部145内の形状データを、図7に示すように、小
エリア171に分割する。さらに、分割線172同士の
交点や物体の表面と分割線172との交点にノード17
3を生成し、ノード座標データを記憶しておく。ここで
は、図7に示すように、固体の表面および液面にもノー
ドが設定される。このとき、システム利用者が入力装置
1から三角形状のエリアを作成するようにコマンドを入
力した場合には、回路網データ処理部146は、四角形
に対角線を引く等の方法によって、図7に示すように三
角形状のエリアを生成する。曲線や曲面が存在していた
場合に、システム利用者の指令があれば、外径線に沿っ
た形にエリア分割する。また、回路網データ処理部14
6が物体の表面にもノードを発生するので、表面の温度
などの表面の状況が、従来例に比べてより正確に求めら
れる。
The circuit network data processing unit 146 divides the shape data in the shape data storage unit 145 into small areas 171 as shown in FIG. Further, the node 17 is located at the intersection between the dividing lines 172 and the intersection between the surface of the object and the dividing line 172.
3 is generated and the node coordinate data is stored. Here, as shown in FIG. 7, nodes are also set on the surface and liquid surface of the solid. At this time, when the system user inputs a command to create a triangular area from the input device 1, the circuit network data processing unit 146 uses a method such as drawing a diagonal line in a quadrangle as shown in FIG. To generate a triangular area. If there is a curve or curved surface and there is a command from the system user, the area is divided along the outer diameter line. Further, the circuit network data processing unit 14
Since the node 6 also generates a node on the surface of the object, the surface condition such as the surface temperature can be obtained more accurately than in the conventional example.

【0031】システム利用者が最大ノード数を指定した
場合には、回路網データ処理部146は、その数に従っ
てノードを設定する。例えば、三角形状のエリア生成を
止めたりする。
When the system user specifies the maximum number of nodes, the circuit network data processing unit 146 sets the nodes according to the number. For example, the generation of a triangular area is stopped.

【0032】その後、入力データ処理装置101の計算
制御条件処理部141は、計算制御条件の設定を行う。
計算制御条件は、入力装置1を介したシステム利用者か
らの指令にもとづいて設定される。計算制御条件には、
定常計算をするのか過渡計算をするのかの計算の種類の
選択、計算に用いる回路網として、熱回路網、流体回路
網、電気回路網、物質移動回路網のうちいずれの回路網
を使用するのかの選択、入力データ処理部142が回路
網生成装置102に与える必要データがある。
Thereafter, the calculation control condition processing section 141 of the input data processing device 101 sets calculation control conditions.
The calculation control condition is set based on a command from the system user via the input device 1. The calculation control conditions include:
Selection of the type of calculation, whether to perform steady-state or transient calculations, and which of the thermal, fluid, electrical, and mass transfer networks to use for the calculations And the input data processing unit 142 needs to provide to the network generation device 102.

【0033】また、システム利用者は、計算制御条件処
理部141からの計算制御条件に応じて、計算における
時間条件としての計算のスタート時間、終了時間、時間
刻み幅、また初期条件(過渡計算の場合)あるいは仮定
条件(定常計算の場合)としての温度、圧力、電圧、濃
度、加熱量、風量、風速、電流、物質移動量(水分移動
量)、境界条件としての温度、圧力、電圧、濃度、加熱
量、風量、風速、電流、物質移動量、回路条件としての
熱抵抗、管路抵抗、電気抵抗、物質(水分)移動抵抗、
熱容量、流体重量、電気容量、物質量を計算するための
データを入力する。それらのデータおよび回路網データ
処理部146からのデータは、計算制御条件処理部14
1を介して入力データ処理部142に入力される。入力
装置1からの各データおよび回路網データ処理部146
からのデータは、さらに、回路網生成装置102に送ら
れる。
In addition, according to the calculation control condition from the calculation control condition processing unit 141, the system user can calculate the start time, the end time, the time interval, and the initial condition (transient calculation time) as the time conditions in the calculation. Temperature, pressure, voltage, concentration, heating amount, air flow, wind speed, current, mass transfer (moisture transfer) as assumptions (for steady-state calculations), temperature, pressure, voltage, concentration as boundary conditions , Heating amount, air volume, wind speed, current, mass transfer amount, heat resistance, pipeline resistance, electric resistance, material (moisture) transfer resistance as circuit conditions,
Enter data for calculating heat capacity, fluid weight, electric capacity, and substance quantity. These data and the data from the network data processing unit 146 are transferred to the calculation control condition processing unit 14.
1 to the input data processing unit 142. Each data from the input device 1 and the network data processing unit 146
Is further sent to the network generation device 102.

【0034】システム利用者は、今行おうとする回路網
計算に適したデータをデータベース処理装置105内の
データベースに追加することもできる。また、データベ
ースを修正することもできる。その場合には、熱伝達
率、管路抵抗係数、物質伝達率、ファン・ポンプ特性、
材料物性値、液膜の表面積など計算において変化させる
パラメータなどを入力装置1に入力する。それらのデー
タは、入力データ処理部142を介してデータベース処
理装置105に入力される。データベース処理装置10
5において、各処理部は、担当するデータベースを更新
する。
The system user can also add data suitable for the network calculation to be performed to the database in the database processing device 105. Also, the database can be modified. In that case, heat transfer coefficient, pipe resistance coefficient, mass transfer coefficient, fan / pump characteristics,
A parameter to be changed in calculation, such as a material property value and a surface area of a liquid film, is input to the input device 1. These data are input to the database processing device 105 via the input data processing unit 142. Database processing device 10
In 5, each processing unit updates the database in charge.

【0035】また、システム利用者は、今行おうとする
回路網計算に適した関数式や表を追加することもでき
る。また、関数式や表を修正することもできる。その場
合には、新たなまたは追加の関数式や表を入力装置1に
入力する。それらのデータは、入力データ処理部142
を介して関数式・表計算処理装置106に入力される。
関数式・表計算処理装置106は、入力に応じて関数式
や表を更新する。システム利用者は、収束判定条件や計
算結果の出力条件としての出力回数なども入力できる。
それらのデータは、計算制御条件処理部141を介して
入力データ処理部142に入力される。
Further, the system user can add a function expression or a table suitable for the circuit network calculation to be performed now. It is also possible to modify the function formulas and tables. In that case, a new or additional function expression or table is input to the input device 1. These data are input to the input data processing unit 142
Is input to the function formula / spreadsheet processing unit 106 via
The function formula / table calculation processing unit 106 updates the function formula and the table according to the input. The system user can also input the convergence determination condition and the number of outputs as the output condition of the calculation result.
These data are input to the input data processing unit 142 via the calculation control condition processing unit 141.

【0036】回路網生成装置102において、図2に示
す熱回路網生成部111が熱回路網を、流体回路網生成
部112が流体回路網を、電気回路網生成部113が電
気回路網を、そして、物質移動回路網生成部114が物
質移動回路網を生成する。
In the network generator 102, the thermal network generator 111 shown in FIG. 2 is a thermal network, the fluid network generator 112 is a fluid network, the electric network generator 113 is an electric network, Then, the mass transfer network generation unit 114 generates a mass transfer network.

【0037】まず、熱回路網の生成の仕方を説明する。
熱回路網生成部111には、回路網データ処理部146
が作成したデータが供給されている。熱回路網生成部1
11は、回路網データ処理部146によって設定された
各ノードを図8に示すように固体温度ノード181、表
面温度ノード183または流体温度ノード184と定義
する。さらに、熱回路網生成部111は、図8に示すよ
うに、小エリア分割線で結ばれている固体温度ノード1
81間を熱伝導による熱抵抗182で接続するととも
に、抵抗値を算出する。すなわち、接続ノード間の距
離、ノード間の平均熱流断面積およびデータベース処理
装置105内の材料物性処理部135から供給される固
体の熱伝導率から熱伝導による熱抵抗値を算出する。材
料物性処理部135は、熱回路網生成部111の要求に
応じて、関数式・表計算処理装置106に記憶された関
数式あるいは表を用いて固体の熱伝導率を算出しそれを
供給する。
First, a method of generating a thermal network will be described.
The thermal network generator 111 includes a network data processor 146.
Is supplied. Thermal network generator 1
Reference numeral 11 defines each node set by the circuit network data processing unit 146 as a solid temperature node 181, a surface temperature node 183, or a fluid temperature node 184 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8, the thermal network generation unit 111 generates the solid temperature nodes 1 connected by the small area dividing lines.
81 are connected by a thermal resistor 182 due to heat conduction, and a resistance value is calculated. That is, the thermal resistance value due to heat conduction is calculated from the distance between the connection nodes, the average heat flow cross section between the nodes, and the thermal conductivity of the solid supplied from the material property processing unit 135 in the database processing device 105. The material property processing unit 135 calculates the thermal conductivity of the solid using the functional formula or table stored in the functional formula / table calculation processing unit 106 and supplies the thermal conductivity in response to a request from the thermal network generating unit 111. .

【0038】次いで、熱回路網生成部111は、表面温
度ノード183と流体温度ノード184との間の熱伝達
による熱抵抗185の抵抗値を計算する。その際、熱回
路網生成部111は、データベース処理装置105の熱
伝達率処理部131から供給される熱伝達率と物体や液
膜表面に生成された表面温度ノード183の表面積とを
用いて熱抵抗185の抵抗値を計算する。熱伝達率処理
部131は、熱回路網生成部111の要求に応じて、図
9に示す流体圧力ノード191間の流速、データベース
処理装置105の材料物性処理部135からの流体の熱
伝導率、および、密度、比熱、粘性係数などのデータベ
ース処理装置105に記憶されている材料物性データを
もとに、関数式・表計算処理装置106内の関数式や表
を利用して熱伝達率を計算する。
Next, the thermal network generator 111 calculates the resistance value of the thermal resistor 185 due to the heat transfer between the surface temperature node 183 and the fluid temperature node 184. At this time, the thermal network generation unit 111 uses the heat transfer coefficient supplied from the heat transfer coefficient processing unit 131 of the database processing device 105 and the surface area of the surface temperature node 183 generated on the surface of the object or the liquid film. The resistance value of the resistor 185 is calculated. The heat transfer coefficient processing unit 131 responds to the request of the thermal network generation unit 111, and calculates the flow velocity between the fluid pressure nodes 191 and the heat conductivity of the fluid from the material property processing unit 135 of the database processing device 105, Further, based on material property data stored in the database processing device 105 such as density, specific heat, viscosity coefficient, etc., the heat transfer coefficient is calculated by using the function formula or table in the function formula / table calculation processing device 106. I do.

【0039】熱回路網生成部111は、同様に、流体圧
力ノード191間の流量およびデータベース処理装置1
05に記憶されている材料物性データをもとに、流体中
の温度ノード184間の流体の流れによる熱抵抗186
の値を算出する。このとき、流体圧力ノード191間の
流量と流速とは、定常計算の場合は仮定値、過渡計算の
場合は初期値で与えられる。または、後述する流体回路
網演算処理部116の計算結果で与えられる。また、過
渡計算の場合は、固体温度ノード181、流体温度ノー
ド184、表面温度ノード183それぞれが代表する領
域の熱容量187が計算される。
The thermal network generator 111 also determines the flow rate between the fluid pressure nodes 191 and the
The thermal resistance 186 caused by the flow of the fluid between the temperature nodes 184 in the fluid based on the material property data stored in the
Is calculated. At this time, the flow rate and the flow velocity between the fluid pressure nodes 191 are given as assumed values in the case of steady-state calculation, and as initial values in the case of transient calculation. Alternatively, it is given as a calculation result of the fluid network operation processing unit 116 described later. In the case of transient calculation, the heat capacity 187 of the region represented by each of the solid temperature node 181, the fluid temperature node 184, and the surface temperature node 183 is calculated.

【0040】次に、流体回路網の生成の仕方を説明す
る。流体回路網生成部112は、図9に示すように、回
路網データ処理部146によって設定された各ノードの
うち、ダクト25内のノードを流体圧力ノード191と
する。流体回路網生成部112は、流体中の圧力ノード
191間の管路抵抗192の値を次のように計算する。
すなわち、管路抵抗のうち、摩擦損失による抵抗は、接
続されている2つの圧力ノード191間の距離、接して
いる面の断面積、データベース処理装置105の材料物
性データをもとに計算される。また、断面積の変化など
による局所圧損抵抗は、隣合う2つの小エリアの断面積
の変化などから、管路抵抗係数処理部132からの管路
圧損データを参照して計算される。管路抵抗係数処理部
132には、あらかじめ実験等により導出されあらかじ
め設定されている数値やシステム利用者が入力データ処
理装置101から入力した数値による、断面変化率と圧
損係数との関係を示すテーブルや管路開口率と圧損係数
との関係を示すテーブルなどがデータベースとして記憶
されている。流体回路網生成部112は、データベース
内のデータおよび関数式・表計算処理装置106内の関
数式あるいは表計算法を用いて管路抵抗192を算出す
る。
Next, a method of generating a fluid network will be described. As illustrated in FIG. 9, the fluid network generation unit 112 sets a node in the duct 25 among the nodes set by the network data processing unit 146 as a fluid pressure node 191. The fluid network generator 112 calculates the value of the pipe resistance 192 between the pressure nodes 191 in the fluid as follows.
That is, of the pipe resistance, the resistance due to friction loss is calculated based on the distance between the two connected pressure nodes 191, the cross-sectional area of the contacting surface, and the material property data of the database processing device 105. . Further, the local pressure loss resistance due to a change in the cross-sectional area or the like is calculated from the change in the cross-sectional area of two adjacent small areas with reference to the pipe pressure loss data from the pipe resistance coefficient processing unit 132. The pipeline resistance coefficient processing unit 132 has a table indicating the relationship between the cross-sectional change rate and the pressure loss coefficient based on numerical values derived in advance by experiments or the like and numerical values input by the system user from the input data processing device 101. And a table indicating the relationship between the pipe opening ratio and the pressure loss coefficient are stored as a database. The fluid network generation unit 112 calculates the pipeline resistance 192 using the data in the database and the functional formula or the spreadsheet method in the functional formula / spreadsheet processing unit 106.

【0041】また、流体回路網生成部112は、ファン
の部分について、データベース処理装置105のファン
・ポンプ特性処理部134に記憶された流量の関数とし
ての圧力上昇特性データベースを用いて、流体の駆動力
としての圧力上昇を計算する。そして、流体回路網に圧
力上昇を表わす電池193を設定する。
The fluid network generation unit 112 also uses the pressure rise characteristic database as a function of the flow rate stored in the fan / pump characteristic processing unit 134 of the database processing unit 105 for driving the fluid for the fan part. Calculate pressure rise as force. Then, a battery 193 indicating the pressure rise is set in the fluid network.

【0042】次に、電気回路網の生成の仕方を説明す
る。電気回路網生成部113は、図10に示すように、
回路網データ処理部146によって設定された各ノード
のうち、金属板21および液膜161中の小エリア分割
線で結ばれているノードを固体電圧ノード201とす
る。電気回路網生成部113は、固体電圧ノード201
間を電気抵抗202で接続する。そして、2つの固体電
圧ノード201間の電気抵抗値を算出する。電気抵抗値
は接続ノード間の距離、ノード間の平均断面積および固
体の電気伝導率から算出される。ここで、材料物性処理
部135は、データベース処理装置105中の材料物性
データと関数式・表計算処理装置106内の関数式ある
いは表計算法を用いて電気伝導率を求め、それを電気回
路網生成部113に供給する。なお、図10には、液膜
の電気抵抗203も計算された例が示されている。
Next, a method of generating an electric network will be described. The electric network generation unit 113, as shown in FIG.
Among the nodes set by the circuit network data processing unit 146, a node connected by a small area dividing line in the metal plate 21 and the liquid film 161 is referred to as a solid voltage node 201. The electric network generation unit 113 includes the solid-state voltage node 201.
The connection is made by an electric resistor 202. Then, an electric resistance value between the two solid-state voltage nodes 201 is calculated. The electric resistance value is calculated from the distance between the connection nodes, the average sectional area between the nodes, and the electric conductivity of the solid. Here, the material property processing unit 135 obtains the electrical conductivity using the material property data in the database processing device 105 and the function formula or the spreadsheet method in the function formula / spreadsheet processing device 106, and calculates the electrical conductivity using the electrical circuit network. This is supplied to the generation unit 113. FIG. 10 shows an example in which the electric resistance 203 of the liquid film is also calculated.

【0043】次に、物質移動回路網の生成の仕方を説明
する。物質移動回路網生成部114は、図11に示すよ
うに、回路網データ処理部146によって設定された各
ノードのうち流体中に設定されたものを、流体中の水分
の濃度を表す濃度ノード211と定義する。また、液表
面に設定された各ノードを液表面における濃度ノード2
12と定義する。そして、濃度ノード211と濃度21
2の間に物質伝達に伴う物質移動抵抗213を、また、
流体中の2つの濃度ノード211間に流れにともなう物
質移動による物質移動抵抗214を設定する。物質移動
回路網生成部114は、仮定値(定常計算の場合)ある
いは初期値(過渡計算の場合)を用いて物質移動抵抗2
13,214を算出する。または、後述する流体回路網
演算処理部116の計算結果である流体圧力ノード19
1間の流量および流速、ならびにデータベース処理装置
105の物質伝達率処理部133からの物質伝達率デー
タおよび液体表面濃度ノード212が代表する表面積を
もとに物質移動抵抗214を計算する。過渡計算の場合
は、流体の濃度ノード211、液表面の濃度ノード21
2それぞれが代表する領域の水分量などの物質量215
が計算される。
Next, how to create a mass transfer network will be described. As shown in FIG. 11, the mass transfer circuit network generation unit 114 converts the nodes set in the fluid among the nodes set by the circuit network data processing unit 146 into concentration nodes 211 representing the concentration of moisture in the fluid. Is defined. Further, each node set on the liquid surface is replaced with a concentration node 2 on the liquid surface.
Defined as 12. Then, the density node 211 and the density 21
2, the mass transfer resistance 213 associated with mass transfer,
A mass transfer resistance 214 is set between two concentration nodes 211 in the fluid due to mass transfer accompanying the flow. The mass transfer network generation unit 114 uses the assumed value (for steady state calculation) or the initial value (for transient calculation) to calculate the mass transfer resistance 2.
13, 214 are calculated. Alternatively, a fluid pressure node 19 which is a calculation result of a fluid network operation processing unit 116 described later.
The mass transfer resistance 214 is calculated based on the flow rate and the flow velocity between the two, the material transfer rate data from the material transfer rate processing unit 133 of the database processing device 105, and the surface area represented by the liquid surface concentration node 212. In the case of transient calculation, the concentration node 211 of the fluid and the concentration node 21 of the liquid surface
2 Substance amount 215 such as water amount in the region represented by each
Is calculated.

【0044】ここで、例えば、液膜161の表面積が時
間とともに変化する場合、図11に示した物質移動回路
中の物質伝達に伴う物質移動抵抗213が変化する。こ
の場合、物質移動回路網生成部114が物質伝達に伴う
物質移動抵抗213を計算する際に、データベース処理
装置105中のその他のパラメータ処理部136からそ
れを考慮した液膜の表面積を出力させればよい。その他
のパラメータ処理部136は、関数式・表計算処理装置
106に記憶された関数式あるいは表により時間の関数
として液膜の表面積を計算する。回路網生成装置で計算
されたすべての情報は計算結果表示処理装置104に伝
達され表示される。
Here, for example, when the surface area of the liquid film 161 changes with time, the mass transfer resistance 213 associated with mass transfer in the mass transfer circuit shown in FIG. 11 changes. In this case, when the mass transfer network generation unit 114 calculates the mass transfer resistance 213 associated with mass transfer, the other parameter processing unit 136 in the database processing unit 105 outputs the surface area of the liquid film taking this into account. I just need. The other parameter processing unit 136 calculates the surface area of the liquid film as a function of time according to the function formula or table stored in the function formula / table calculation processing device 106. All information calculated by the circuit generation device is transmitted to the calculation result display processing device 104 and displayed.

【0045】また、回路網生成装置102の処理が終了
した後、計算された回路網の情報は演算処理装置103
に伝達される。演算処理装置103において、演算処理
部122の過渡計算処理部121は、温度、圧力、電
圧、濃度の時間変化を表わす過渡計算を、熱回路網演算
処理部115、流体回路網演算処理部116、電気回路
網演算処理部117または物質移動回路網演算処理部1
18に実行させる。定常計算処理部120は、温度、圧
力、電圧、濃度の時間的に一定の定常状態での値を求め
る計算を、熱回路網演算処理部115、流体回路網演算
処理部116、電気回路網演算処理部117または物質
移動回路網演算処理部118に実行させる。
After the processing of the network generation unit 102 is completed, the calculated information of the network is stored in the arithmetic processing unit 103.
Is transmitted to In the arithmetic processing unit 103, the transient calculation processing unit 121 of the arithmetic processing unit 122 performs the transient calculation representing the time change of the temperature, the pressure, the voltage, and the concentration with the thermal network arithmetic processing unit 115, the fluid network arithmetic processing unit 116, Electric network operation processing unit 117 or mass transfer network operation processing unit 1
18 is executed. The steady-state calculation processing unit 120 calculates the temperature, the pressure, the voltage, and the concentration in the time-dependent steady state in a steady state by the heat network operation processing unit 115, the fluid network operation processing unit 116, and the electric network operation. The processing unit 117 or the mass transfer network operation processing unit 118 is executed.

【0046】過渡計算および定常計算のいずれの場合
も、回路網演算部119の熱回路網演算処理部115
は、熱回路網中の温度ノード181,183,184に
対する熱エネルギ保存の式を表わす連立方程式を解き、
各ノードの温度、各ノード間の熱流を算出する。流体回
路網演算処理部116は、流体回路網中の圧力ノード1
91に対する質量保存の式を表わす連立方程式を解き、
各ノードの圧力および各ノード間の流体流量を算出す
る。電気回路網演算処理部117は、電気回路網中の電
圧ノード201に対する電気エネルギ保存の式を表わす
連立方程式を解き、各ノードの電圧および各ノード間の
電流を算出する。物質移動回路網演算処理部118は、
物質回路網中の濃度ノード211,212に対する質量
保存の式を表わす連立方程式を解き、各ノードの濃度お
よび各ノード間の物質移動量を計算する。
In both cases of the transient calculation and the steady-state calculation, the thermal network operation processing unit 115 of the network operation unit 119
Solves a system of equations describing the equation of conservation of thermal energy for the temperature nodes 181, 183, 184 in the thermal network,
The temperature of each node and the heat flow between each node are calculated. The fluid network operation processing unit 116 controls the pressure node 1 in the fluid network.
Solve a system of equations representing the equation of conservation of mass for 91,
The pressure of each node and the fluid flow between each node are calculated. The electric network operation processing unit 117 solves a simultaneous equation representing an equation of conservation of electric energy for the voltage node 201 in the electric network, and calculates a voltage of each node and a current between each node. The mass transfer network operation processing unit 118
By solving simultaneous equations representing mass conservation equations for the concentration nodes 211 and 212 in the material network, the concentration at each node and the amount of mass transfer between each node are calculated.

【0047】このとき、図8に示す熱回路網中の熱抵抗
182,185,186、図9に示す流体回路網中の管
路抵抗192、ファンやポンプによる圧力上昇を表わす
電池193、図10に示す電気回路網中の電気抵抗20
2,203、図11に示す物質移動回路網中の物質移動
抵抗213,214は、温度、圧力、電圧、濃度、熱
流、流体流量、電流、物質移動量などの変化に応じて変
化する。図12に示すように、回路網生成装置102
は、過渡計算を行う場合には、入力された初期値を用い
て回路網生成装置102の各抵抗の計算を行う(ステッ
プST13)。過渡計算を行う場合には、温度、圧力、
電圧、濃度、熱流、流体流量、電流、物質移動量の初期
値が入力されている(ステップST11,ST12)。
回路網生成装置102における具体的な計算過程は、既
に説明したとおりである。次いで、演算処理装置103
中の回路網演算部119におけるそれぞれの回路網演算
処理部115,116,117,118は、既に説明し
たような計算を行う(ステップST14)。次に、時間
を1ステップ分増加させる(ステップST15)。
At this time, the thermal resistances 182, 185, and 186 in the thermal network shown in FIG. 8, the pipeline resistance 192 in the fluid network shown in FIG. Electric resistance 20 in the electric network shown in FIG.
The mass transfer resistors 213 and 214 in the mass transfer network shown in FIG. 11 change according to changes in temperature, pressure, voltage, concentration, heat flow, fluid flow rate, current, mass transfer amount, and the like. As shown in FIG.
Performs a transient calculation, calculates each resistance of the circuit network generation device 102 using the input initial value (step ST13). When performing transient calculations, temperature, pressure,
Initial values of voltage, concentration, heat flow, fluid flow, current, and mass transfer amount are input (steps ST11 and ST12).
The specific calculation process in the network generation device 102 is as described above. Next, the arithmetic processing unit 103
Each of the network operation units 115, 116, 117, and 118 in the network operation unit 119 performs the above-described calculation (step ST14). Next, the time is increased by one step (step ST15).

【0048】時間が所定の最終時間に達していない場合
には、回路網生成装置102は、1ステップ前の時間の
計算値を用いて各抵抗の計算を行い、回路網演算処理部
115、116、117、118は既に説明したような
計算を行う(ステップST16,ST13,ST1
4)。時間が最終時間に達したら、計算結果表示処理装
置104の処理に移行する。
If the time has not reached the predetermined final time, the network generation device 102 calculates each resistance using the calculated value of the time one step before, and the network operation processing sections 115 and 116. , 117 and 118 perform the calculations as already described (steps ST16, ST13, ST1).
4). When the time reaches the final time, the processing shifts to the processing of the calculation result display processing device 104.

【0049】定常計算においては、温度、圧力、電圧、
濃度、熱流、流体流量、電流、物質移動量の仮定値が入
力されている。(ステップST11,ST12)。回路
網生成装置102は、仮定された値を使用して各抵抗の
計算を行う(ステップST13)。演算処理装置103
中の回路網演算部119におけるそれぞれの回路網演算
処理部115,116,117,118は、既に説明し
たような計算を行う(ステップST18)。具体的な計
算過程は、既に説明したとおりである。定常計算処理部
120は、計算された結果と仮定値との比較を行う(ス
テップST19)。その差が所定の収束判定条件と合っ
ていなければ、温度、圧力、電圧、濃度、熱流、流体流
量、電流、物質移動量の計算値を用いて仮定しなおす
(ステップST20)。回路網生成装置102は各抵抗
の計算を行い、回路網演算処理部115,116,11
7,118は既に説明したような計算を行う(ステップ
ST13,ST18)。定常計算処理部120は、計算
された結果と仮定値との比較を再び行う(ステップST
19)。その差が所定の収束判定条件と合って段階で、
計算結果表示処理装置104の処理へ移行する。すなわ
ち、収束計算された温度、圧力、電圧、濃度、熱流、流
体流量、電流、物質移動量は、計算結果表示処理装置1
04に送られる。
In the steady state calculation, the temperature, pressure, voltage,
Assumed values of concentration, heat flow, fluid flow, current, and mass transfer amount are input. (Steps ST11 and ST12). The network generation device 102 calculates each resistance using the assumed value (step ST13). Arithmetic processing unit 103
Each of the network operation units 115, 116, 117, and 118 in the circuit operation unit 119 in the middle performs the above-described calculation (step ST18). The specific calculation process is as described above. The stationary calculation processing section 120 compares the calculated result with the assumed value (step ST19). If the difference does not meet the predetermined convergence determination condition, it is assumed again using the calculated values of temperature, pressure, voltage, concentration, heat flow, fluid flow, current, and mass transfer (step ST20). The network generation device 102 calculates each resistance, and calculates the network operation processors 115, 116, and 11.
7 and 118 perform the calculations as already described (steps ST13 and ST18). The steady-state calculation processing unit 120 compares the calculated result with the assumed value again (step ST).
19). At the stage when the difference matches the predetermined convergence determination condition,
The process proceeds to the calculation result display processing device 104. That is, the convergence calculated temperature, pressure, voltage, concentration, heat flow, fluid flow, current, and mass transfer amount are calculated result display processing device 1
04.

【0050】計算結果表示処理装置104は、以下のよ
うな処理が行われる。すなわち、計算結果表示処理装置
104中の計算結果処理部153のスカラ処理部151
およびベクトル処理部152には、回路網生成装置10
2から加熱量、熱容量、流体重量、物質量などのスカラ
値、熱抵抗、電気抵抗、管路抵抗、物質移動抵抗などの
ベクトル値が送られ、また演算処理装置103からは温
度、圧力、電圧、濃度などのスカラ値、熱流、流体流
量、電流、物質移動量などのベクトル値が送られる。計
算結果表示処理装置104は、それらのデータを記憶す
る。
The calculation result display processing device 104 performs the following processing. That is, the scalar processing unit 151 of the calculation result processing unit 153 in the calculation result display processing device 104
And the vector processing unit 152 include
2, scalar values such as heating amount, heat capacity, fluid weight, substance amount, etc., and vector values such as thermal resistance, electric resistance, pipe resistance, mass transfer resistance, etc., and temperature, pressure, voltage from the arithmetic processing unit 103. , Scalar value such as concentration, heat flow, fluid flow rate, current value, vector value such as mass transfer amount. The calculation result display processing device 104 stores the data.

【0051】計算結果表示処理部158における変化表
示処理部154は、計算結果処理部153のスカラー処
理部151に記憶されたスカラ値およびベクトル処理部
152に記憶されたベクトル値の時間変化あるいは計算
の繰返しによる変化を表示装置2に表示する。空間分布
表示処理部155は、スカラ値あるいはベクトル値の空
間変化を表示装置2に表示する。等高線表示処理部15
6は、入力データ処理装置101の形状データ記憶部1
45から送られた形状データ上にスカラ値を等高線の形
で表示する。そして、ベクトル線表示処理部157は、
入力データ処理装置101の形状データ記憶部145か
ら送られた形状データ上にベクトル値を矢印の大小の形
で表示する。もちろん等高線とベクトル線が同時に表示
されることも可能である。これらの表示は表示装置2を
用いて行なわれるが、外部図形処理装置143にも送ら
れ、外部図形処理装置143上に表示することも可能で
ある。以上のようにして、計算結果の表示が行なわれ
る。なお、熱抵抗として放射熱伝達がある場合について
も、熱伝導による熱抵抗と同様に扱える。
The change display processing unit 154 in the calculation result display processing unit 158 is configured to perform the time change of the scalar value stored in the scalar processing unit 151 of the calculation result processing unit 153 and the vector value stored in the vector processing unit 152 or the calculation of the change in the calculation. The change due to repetition is displayed on the display device 2. The spatial distribution display processing unit 155 displays a spatial change of a scalar value or a vector value on the display device 2. Contour display processing unit 15
6 is the shape data storage unit 1 of the input data processing device 101
A scalar value is displayed in the form of a contour line on the shape data sent from 45. Then, the vector line display processing unit 157
A vector value is displayed in the form of an arrow on the shape data sent from the shape data storage unit 145 of the input data processing device 101. Of course, contour lines and vector lines can be displayed simultaneously. These displays are performed using the display device 2, but are also sent to the external graphic processing device 143 and can be displayed on the external graphic processing device 143. The calculation result is displayed as described above. It should be noted that the case where there is radiant heat transfer as the thermal resistance can be handled in the same manner as the thermal resistance due to heat conduction.

【0052】ここでは、熱、流体、電気、物質移動の全
ての回路網を使用する場合について説明したが、熱回路
網だけを使用することもできる。回路網についての演算
を選択的に行える。熱回路網だけを使用すればよい場合
には、入力データ処理装置101における計算制御条件
処理部141が熱回路網のみを選択する。そして、計算
制御条件処理部141は、回路網生成装置102に対し
て熱回路網のみの生成を指示する。その指示に応じて、
回路網生成装置102および演算処理装置103は、熱
回路網を用いた処理のみを実行する。その場合には、他
の回路網の計算をする経路を通らないため効率的な計算
が行われる。同様に、流体回路網についての処理のみを
行うこともできる。
Here, the case where all the heat, fluid, electricity and mass transfer networks are used has been described, but only the heat network can be used. Operations on the network can be selectively performed. If only the thermal network needs to be used, the calculation control condition processing unit 141 in the input data processing device 101 selects only the thermal network. Then, the calculation control condition processing unit 141 instructs the circuit network generation device 102 to generate only the thermal network. According to the instructions,
The circuit network generation device 102 and the arithmetic processing device 103 execute only processing using a thermal network. In that case, efficient calculation is performed because the calculation does not pass through a path for calculation of another circuit network. Similarly, only the processing for the fluid network can be performed.

【0053】また、電気回路網および物質移動回路網に
ついての処理を選択的に追加することもできる。例え
ば、計算制御条件処理部141は、入力装置1からの指
示に応じて、熱、流体、電気の回路網を選択する。そし
て、計算制御条件処理部141は、回路網生成装置10
2に対して熱回路網、流体回路網および電気回路網の生
成を指示する。その指示に応じて、回路網生成装置10
2は、熱回路網、流体回路網および電気回路網を生成す
る。また、演算処理装置において、熱回路網演算処理部
115、流体回路網演算処理部116および電気回路網
演算処理部117のみが起動される。同様に、計算制御
条件処理部141が、熱、流体、物質移動の回路網を選
択した場合には、回路網生成装置102は、熱回路網、
流体回路網および物質移動回路網を生成する。そして、
演算処理装置において、熱回路網演算処理部115、流
体回路網演算処理部116および物質移動回路網演算処
理部118のみが起動される。さらに、電気回路網また
は物質移動回路網のみについての処理を選択することも
できる。
Further, the processes for the electric network and the mass transfer network can be selectively added. For example, the calculation control condition processing unit 141 selects a heat, fluid, and electric circuit network according to an instruction from the input device 1. Then, the calculation control condition processing unit 141 controls the circuit network generation device 10
Instruct 2 to create a thermal network, a fluid network and an electrical network. In response to the instruction, the network generation device 10
2 creates a thermal network, a fluid network and an electrical network. In the arithmetic processing device, only the thermal network arithmetic processing unit 115, the fluid network arithmetic processing unit 116, and the electric network arithmetic processing unit 117 are started. Similarly, when the calculation control condition processing unit 141 selects a heat, fluid, and mass transfer network, the network generation apparatus 102 outputs the heat network,
Create a fluid network and a mass transfer network. And
In the arithmetic processing device, only the thermal network arithmetic processing unit 115, the fluid network arithmetic processing unit 116, and the mass transfer network arithmetic processing unit 118 are activated. Furthermore, it is also possible to select processing for only the electrical network or the mass transfer network.

【0054】以上の説明においては、演算処理装置10
3の定常計算および過渡計算における回路網演算におい
て、すでにシステムに内蔵されている計算手法を使用す
る場合について述べた。しかし、計算法として、回路網
の特性に合った手法を用いると計算時間の短縮や精度の
向上がはかれる。図13はそのためのシステムの一構成
例を示したものである。図13において、231は演算
手法選択・処理装置であり、図14に示すように、オイ
ラー陽解法計算処理部241、オイラー陰解法計算処理
部242、ルンゲクッタ法計算処理部243、セミイン
プリシット−ルンゲクッタ法計算処理部244、および
外部入力による計算手法処理部245から構成されてい
る。システムにおけるその他の装置は図1に示すものと
同様のものである。
In the above description, the arithmetic processing unit 10
In the circuit calculation in the steady state calculation and the transient calculation of No. 3, the case where the calculation method already built in the system is used has been described. However, if a calculation method suitable for the characteristics of the network is used, the calculation time can be reduced and the accuracy can be improved. FIG. 13 shows a configuration example of a system for that purpose. In FIG. 13, reference numeral 231 denotes an operation method selection / processing device, as shown in FIG. 14, an Euler explicit solution calculation processing unit 241, an Euler implicit solution calculation processing unit 242, a Runge-Kutta method calculation processing unit 243, a semi-implicit-Runge-Kutta method. It comprises a calculation processing unit 244 and a calculation method processing unit 245 based on external input. Other devices in the system are similar to those shown in FIG.

【0055】オイラー陽解法、オイラー陰解法、ルンゲ
クッタ法、セミインプリシット−ルンゲクッタ法は、そ
れぞれ、回路網の時間変化計算を行なう数値積分の手法
である。オイラー陽解法、オイラー陰解法、ルンゲクッ
タ法、セミインプリシット−ルンゲクッタ法の順で計算
精度はよいが、その順で図12に示した1回の時間ステ
ップに要する時間が長くかかるという特性を持ってい
る。
The Euler explicit method, the Euler implicit method, the Runge-Kutta method, and the semi-implicit-Runge-Kutta method are numerical integration techniques for calculating the time change of a circuit network. The calculation accuracy is good in the order of Euler explicit method, Euler implicit method, Runge-Kutta method, and semi-implicit-Runge-Kutta method, but in that order, the time required for one time step shown in FIG. 12 is long. .

【0056】回路網中の熱抵抗などの抵抗Rと熱容量な
どの容量Cとの積RCはその系の時間変化の速さを表わ
す時定数τとなる。回路網中の抵抗Rと、抵抗Rに接続
された各ノードが持つ容量Cとの積のそれぞれのうち、
最小のものを最小時定数τmi n と考える。すると、オイ
ラー陽解法およびルンゲクッタ法では、計算の際の時間
ステップ幅Δtと最小時定数τmin の比Δt/τmin
0.5より大きいと、計算が発散して正確な解が得られ
ないという特性をもつ。すなわち、オイラー陽解法やル
ンゲクッタ法は計算速度は速いものの、最小時定数τ
min が小さい回路網を解く場合には時間ステップ幅Δt
を小さくする必要がある。よって、(計算の最終時間−
初期時間)/(時間ステップ幅Δt)で与えられる計算
のステップ数(くり返し回数)が多くなるという特性を
持っている。また、逆にオイラー陰解法やセミインプリ
シット−ルンゲクッタ法は、1ステップの計算に要する
時間はかかるものの、時間ステップ幅Δtを大きくとっ
ても、解は発散せず安定な解が得られるという特性をも
っている。
The product RC of the resistance R such as the thermal resistance in the circuit network and the capacitance C such as the heat capacity becomes a time constant τ representing the speed of time change of the system. Of each product of the resistance R in the circuit network and the capacitance C of each node connected to the resistance R,
Consider the minimum time constant τ mi n the smallest of things. Then, in the Euler explicit method and the Runge-Kutta method, if the ratio Δt / τ min between the time step width Δt and the minimum time constant τ min in the calculation is larger than 0.5, the calculation diverges and an accurate solution cannot be obtained. Has characteristics. In other words, Euler's explicit method and Runge-Kutta method have a high calculation speed, but have a minimum time constant τ
When solving a network with a small min , the time step width Δt
Needs to be smaller. Therefore, (final time of calculation-
It has the characteristic that the number of steps (number of repetitions) of the calculation given by (initial time) / (time step width Δt) increases. Conversely, the Euler implicit method and the semi-implicit-Runge-Kutta method have the property that, although it takes a long time to calculate one step, even if the time step width Δt is large, the solution does not diverge and a stable solution can be obtained. .

【0057】図13,図14に示すように、演算手法選
択・処理装置231は入力データ処理装置101および
演算処理装置103に接続されている。入力データ処理
装置において、システム利用者の指令により例えばルン
ゲクッタ法を使用して計算するよう指定された場合は、
演算処理装置103の演算に代えて、演算手法選択・処
理装置231中のルンゲクッタ法計算処理部243内の
計算法による計算が行なわれる。そして、その結果が演
算処理装置103に渡される。
As shown in FIGS. 13 and 14, the operation method selection / processing device 231 is connected to the input data processing device 101 and the operation processing device 103. In the input data processing device, when it is specified by a system user's instruction to calculate using, for example, the Runge-Kutta method,
Instead of the operation of the arithmetic processing unit 103, the calculation is performed by the calculation method in the Runge-Kutta method calculation processing unit 243 in the arithmetic method selection / processing unit 231. Then, the result is passed to the arithmetic processing unit 103.

【0058】また、入力データ処理装置101に新たな
計算手法が入力された場合には、演算手法選択・処理装
置231中の外部入力による計算手法処理部245にそ
の計算方法が記憶される。そして、その計算方法による
計算が指令されると、演算手法選択・処理装置231中
の外部入力による計算手法処理部245で計算が行なわ
れ、その結果が演算処理装置103に渡される。
When a new calculation method is input to the input data processing device 101, the calculation method is stored in the calculation method processing unit 245 based on an external input in the calculation method selection / processing device 231. Then, when the calculation by the calculation method is instructed, the calculation is performed by the calculation method processing unit 245 based on the external input in the calculation method selection / processing device 231, and the result is passed to the calculation processing device 103.

【0059】入力データ処理装置101において、どの
計算手法を使用するか指定されず、最大ステップ数N
max が指定された場合等には、演算処理装置103が自
動的に計算方法を決定する。最大ステップ数Nmax が指
定された場合、演算処理装置103は、計算の時間ステ
ップ幅Δtを(計算の最終時間−初期時間)/
(Nmax)の式から計算する。計算された時間ステップ
幅Δtと最小時定数τmin との比が0.5より小さい場
合には、解は発散しないため、計算時間が短くてすむル
ンゲクッタ法を選択する。また、時間ステップ幅Δtと
最小時定数τmin との比が0.5より大きい場合には、
この条件で解が発散しないセミインプリシット−ルンゲ
クッタ法を選択する。このようにして、指定された最大
ステップ数Nmax の範囲内で計算に要する時間が短くし
かも精度のよい計算が可能となる。
In the input data processing device 101, which calculation method is used is not specified, and the maximum number of steps N
When max is specified, the arithmetic processing unit 103 automatically determines the calculation method. When the maximum number of steps Nmax is specified, the arithmetic processing unit 103 sets the time step width Δt of the calculation to (final time of calculation−initial time) /
(N max ) is calculated. If the ratio between the calculated time step width Δt and the minimum time constant τ min is smaller than 0.5, the solution does not diverge, so the Runge-Kutta method that requires a short calculation time is selected. When the ratio between the time step width Δt and the minimum time constant τ min is larger than 0.5,
The semi-implicit-Runge-Kutta method in which the solution does not diverge under this condition is selected. In this way, the calculation time is short and the calculation can be performed with high accuracy within the range of the specified maximum number of steps Nmax .

【0060】以上の説明においては、図4に示す入力デ
ータ処理装置101において、計算対象である機器の外
形情報から回路網のモデルへの変換が、形状データ処理
部144、形状データ記憶部145、および回路網デー
タ処理部146での一連の処理により行われた。ここで
は、システム利用者が独自に回路網モデルを図形的に入
力することにより、より精度の高い計算が簡便に行われ
るようにした例を示す。
In the above description, in the input data processing apparatus 101 shown in FIG. 4, the conversion from the external shape information of the device to be calculated to the circuit network model is performed by the shape data processing unit 144, the shape data storage unit 145, And a series of processing in the circuit network data processing unit 146. Here, an example is shown in which a system user inputs a circuit network model graphically, whereby more accurate calculations can be easily performed.

【0061】図15および図16において、251は入
力装置1、外部図形処理装置143、計算結果表示処理
装置104および計算制御条件処理部141に接続され
た回路網図形処理装置である。回路網図形処理装置25
1は、基本モデル処理部261、要素モデル処理部26
2、回路網モデル処理部263および回路網図形上表示
処理部264から構成されている。システムにおけるそ
の他の装置は図1または図13に示す各装置と同様のも
のである。
In FIGS. 15 and 16, reference numeral 251 denotes a circuit graphic processing apparatus connected to the input device 1, the external graphic processing device 143, the calculation result display processing device 104, and the calculation control condition processing section 141. Circuit diagram processing unit 25
1 is a basic model processing unit 261, an element model processing unit 26
2, a circuit network model processing unit 263 and a circuit network graphic display processing unit 264. Other devices in the system are the same as those shown in FIG. 1 or FIG.

【0062】以下、回路網図形処理装置251における
回路網作成の手順について説明する。回路網図形処理装
置251は、外部図形処理装置143から図6に示すよ
うな計算対象である機器の形状を取り込む。あるいは入
力装置1を介してシステム利用者から形状の入力を受け
る。このとき、この入力図形から機器の寸法を読みとる
ことはしない。よって、入力される機器形状は、必ずし
も実際の機器と同じサイズもしくは相似的な形状である
必要はなく、概略形状でよい。その後、例えば熱回路網
演算を行うのであれば、回路網図形処理装置251の基
本モデル処理部261は、図17に示すように、基本と
なるいくつかの抵抗を表わす基本モデルを作成する。例
えば、図17(A),(B)は、熱伝導による熱抵抗1
82の基本モデル271の例を表わしている。図17
(C)は、熱伝達による熱抵抗185の基本モデル27
2の例を表わしている。図17(D)は、流体間の流れ
による熱抵抗186の基本モデル273を表わしてい
る。また、図中、a,b,c,・・・などで表わされた
基本モデルの寸法から熱抵抗182、185、186を
計算するための計算式も入力される。
The procedure for creating a network in the network graphic processing device 251 will be described below. The network graphic processing device 251 fetches the shape of the device to be calculated as shown in FIG. 6 from the external graphic processing device 143. Alternatively, a shape input is received from the system user via the input device 1. At this time, the device size is not read from the input figure. Therefore, the input device shape does not necessarily need to be the same size or similar shape as the actual device, and may be a rough shape. Thereafter, if a thermal network operation is to be performed, for example, the basic model processing unit 261 of the network graphic processor 251 creates a basic model representing some basic resistances as shown in FIG. For example, FIGS. 17A and 17B show thermal resistance 1 due to heat conduction.
82 shows an example of the basic model 271. FIG.
(C) shows the basic model 27 of the thermal resistance 185 by heat transfer.
2 shows an example. FIG. 17D shows a basic model 273 of the thermal resistance 186 due to the flow between the fluids. In the figure, a calculation formula for calculating the thermal resistances 182, 185, 186 from the dimensions of the basic model represented by a, b, c,... Is also input.

【0063】次に、回路網図形処理装置251の要素モ
デル処理部262は、基本モデル271,272,27
3を組み合わせた要素モデルを作成する。例えば、図1
8(A)に示すような金属板21の要素モデル281、
図18(B)に示すような液膜161の要素モデル28
2、図18(C)に示すようなダクト内空気27の要素
モデル283を作成する。この要素モデルに対して、機
器の各要素の寸法、例えば金属板21の長さA、厚み
B、液膜161の長さC、厚みD、ダクト25の長さ
E、厚みFなどが入力され、基本モデルで指定された寸
法a,b,c,・・・をこれらの機器の寸法から求める
式も同時に入力される。
Next, the element model processing unit 262 of the circuit network graphic processing device 251 converts the basic models 271, 272, 27
3 is created as an element model. For example, FIG.
8A, an element model 281 of the metal plate 21 as shown in FIG.
The element model 28 of the liquid film 161 as shown in FIG.
2. An element model 283 of the air 27 in the duct as shown in FIG. For this element model, the dimensions of each element of the device, for example, the length A, the thickness B, the length C, the thickness D of the liquid film 161, the length E of the duct 25, and the thickness F of the metal plate 21 are input. , Designated by the basic model from the dimensions of these devices are also input.

【0064】さらに、回路網図形処理装置251の回路
網モデル処理部263は、要素モデル281,282,
283の組合せにより図8に示した熱回路網を作成す
る。以上のようにして回路網図形処理装置251が作成
した回路網情報は、計算制御条件処理部141および入
力データ処理部142を通して回路網生成装置102に
供給される。回路網生成装置102は、その回路網情報
を記憶する。
Further, the network model processor 263 of the network graphics processor 251 includes the element models 281, 282,
The combination of 283 creates the thermal network shown in FIG. The network information created by the network graphic processing device 251 as described above is supplied to the network generation device 102 through the calculation control condition processing unit 141 and the input data processing unit 142. The network generation device 102 stores the network information.

【0065】その後、既に説明した手順で計算がなされ
る。ここでは、回路網生成装置102による熱抵抗計算
において、回路網図形処理装置251が作成した熱抵抗
計算式が使用される。そして、計算結果は、計算結果表
示処理装置104から回路網図形処理装置251の回路
網図形上表示処理部264に渡される。回路網図形上表
示処理部264は、図19に示すような回路網図上に温
度291や熱流292が記入されたものを表示する。以
上のようにして、システム利用者が問題に適した回路網
を自由に設定でき、また、その回路網上に計算結果が表
示されるので、より精度のよい計算がなされ、また計算
結果の評価も行い易いなどの利点が得られる。また、要
素モデル281、282、283の指定寸法A、B、C
・・・を変更するだけで形状の変更ができるので、形状
を変更した場合の計算も簡便に行うことができる。
Thereafter, calculation is performed according to the procedure already described. Here, the thermal resistance calculation formula created by the network graphic processing device 251 is used in the thermal resistance calculation by the network generation device 102. Then, the calculation result is passed from the calculation result display processing device 104 to the on-network-graphics display processing section 264 of the network graphics processing device 251. The circuit diagram display processing unit 264 displays an image on which a temperature 291 and a heat flow 292 are entered on a circuit diagram as shown in FIG. As described above, the system user can freely set a network suitable for the problem, and the calculation result is displayed on the network, so that the calculation can be performed with higher accuracy and the evaluation of the calculation result can be performed. Also, advantages such as easy operation can be obtained. Also, designated dimensions A, B, and C of the element models 281, 282, and 283
Since the shape can be changed only by changing..., Calculation when the shape is changed can be easily performed.

【0066】なお、ここでは、熱回路網の場合を例にと
って説明したが、流体回路網、電気回路網、物質移動回
路網の場合も同様に行うことができる。
Although the description has been given of the case of a thermal network as an example, the same can be applied to a fluid network, an electric network, and a mass transfer network.

【0067】実施の形態2.実施の形態1では熱流体C
AEシステムを用いて計算を行う場合について示した
が、本CAEシステムにより、外部機器の温度や湿度、
流体流量などを制御することも可能である。
Embodiment 2 In the first embodiment, the thermal fluid C
Although the case where the calculation is performed using the AE system has been described, the temperature and humidity of the external device,
It is also possible to control the fluid flow and the like.

【0068】そのような制御を行う場合のシステム構成
を図20および図21に示す。図20において、301
は温度や湿度、流体流量などの制御を必要としている外
部機器である。外部機器301は、熱流体CAEシステ
ムにおける入力処理データ処理装置101および計算結
果表示処理装置104に接続されている。図21に示す
ように、計算結果表示処理装置104には、本CAEシ
ステムの計算結果を用いて外部機器の制御するための制
御式を記憶しかつ計算する外部機器制御処理部311が
設けられている。外部機器制御処理部311は、入力デ
ータ処理装置101および外部機器301に接続されて
いる。なお、図20および図21には明示されていない
が、演算手法選択・処理装置231や回路網図形処理装
置251を設けることもできる。
FIGS. 20 and 21 show a system configuration for performing such control. In FIG. 20, 301
Is an external device that requires control of temperature, humidity, fluid flow, and the like. The external device 301 is connected to the input processing data processing device 101 and the calculation result display processing device 104 in the thermal fluid CAE system. As shown in FIG. 21, the calculation result display processing device 104 is provided with an external device control processing unit 311 that stores and calculates a control formula for controlling an external device using the calculation result of the present CAE system. I have. The external device control processing unit 311 is connected to the input data processing device 101 and the external device 301. Although not explicitly shown in FIGS. 20 and 21, it is also possible to provide an operation method selection / processing device 231 and a circuit network graphic processing device 251.

【0069】例えば、制御を必要としている外部機器3
01として、図6に示した機器を例にとる。そして、フ
ァン26から排出された空気27の温度を制御する場合
を例にとって説明する。まず、入力データ処理装置10
1を通して、計算結果表示処理装置104の外部機器制
御処理部311に、外部機器の温度を本CAEシステム
での計算値を用いて所定の値に制御するための制御式が
入力される。外部機器制御処理部311は、その制御式
を記憶する。
For example, the external device 3 requiring control
01, the device shown in FIG. 6 is taken as an example. A case where the temperature of the air 27 discharged from the fan 26 is controlled will be described as an example. First, the input data processing device 10
Through 1, a control formula for controlling the temperature of the external device to a predetermined value using the value calculated by the present CAE system is input to the external device control processing unit 311 of the calculation result display processing device 104. The external device control processing unit 311 stores the control formula.

【0070】外部機器301の温度をモニタしている熱
電対、湿度をモニタしている湿度センサ、風量をモニタ
している風量計および電源の電圧をモニタしている電圧
計からの信号が、境界条件として、入力データ処理装置
101に伝えられる。これらの境界条件を使用して、実
施の形態1に示したように、熱回路網、流体回路網、電
気回路網、物質移動回路網を用いた計算が実行される。
計算によって、1ステップΔt後の時間の温度および湿
度の値が予測されることになる。
Signals from a thermocouple monitoring the temperature of the external device 301, a humidity sensor monitoring the humidity, an air flow meter monitoring the air flow, and a voltmeter monitoring the voltage of the power supply are defined by boundary signals. The condition is transmitted to the input data processing device 101. Using these boundary conditions, a calculation using a thermal network, a fluid network, an electrical network, and a mass transfer network is performed as described in the first embodiment.
The calculation predicts the temperature and humidity values at the time after one step Δt.

【0071】演算処理装置103は、演算結果すなわち
予測結果を計算結果表示処理装置104に伝える。計算
結果表示処理装置104は、結果を表示装置2に表示す
るとともに、外部機器制御処理部311に伝える。外部
機器制御処理部311は、前もって入力し記憶していた
外部機器の温度を制御するための制御式を用いて、例え
ば、外部機器301の電圧をどのように制御するかを計
算する。外部機器制御処理部311は、計算結果に従っ
て外部機器301の電圧を制御する。電圧制御によって
温度が制御される。以上のようにして、外部機器301
の温度を予測しながら制御することが可能となるので、
精度のよい制御が可能となる。なお、ここでは、外部機
器301の温度を制御する場合について示したが、同様
にして、外部機器301内の圧力、風量、湿度などを制
御することもできる。
The arithmetic processing unit 103 transmits the calculation result, that is, the prediction result, to the calculation result display processing unit 104. The calculation result display processing device 104 displays the result on the display device 2 and notifies the external device control processing unit 311 of the result. The external device control processing unit 311 calculates, for example, how to control the voltage of the external device 301 by using a control expression for controlling the temperature of the external device which has been input and stored in advance. The external device control processing unit 311 controls the voltage of the external device 301 according to the calculation result. Temperature is controlled by voltage control. As described above, the external device 301
It is possible to control while predicting the temperature of
Accurate control is possible. Although the case where the temperature of the external device 301 is controlled has been described here, the pressure, the air volume, the humidity, and the like in the external device 301 can be similarly controlled.

【0072】実施の形態3.実施の形態1では回路網法
を用いた熱流体CAEシステムで計算を行う場合につい
て示したが、回路網法以外の手法を使用した熱流体CA
Eシステムと併用することもできる。その場合には、そ
れぞれの特徴を生かしたより精度の高い熱流体CAEシ
ステムが得られる。そのように構成したシステムを図2
2に示す。図22において、321は、例えば、有限要
素法、差分法、有限体積法などを使用して、流体の質量
保存、エネルギ保存を表す方程式および運動量保存を表
すナビエ−ストークス方程式を解く熱流体数値解析装置
である。熱流体数値解析装置321は、入力データ処理
装置101、演算処理部103および計算結果表示処理
装置104と接続されている。なお、図22には明示さ
れていないが、演算手法選択・処理装置231や回路網
図形処理装置251を設けることもできる。
Embodiment 3 In the first embodiment, the case where the calculation is performed by the thermal fluid CAE system using the network method has been described.
It can be used together with the E system. In that case, a more accurate thermal fluid CAE system utilizing each feature can be obtained. Figure 2 shows the system configured as described above.
It is shown in FIG. In FIG. 22, reference numeral 321 denotes a thermo-fluid numerical analysis that solves an equation representing the conservation of mass and energy of the fluid and a Navier-Stokes equation representing the conservation of momentum using, for example, a finite element method, a difference method, and a finite volume method. Device. The thermal fluid numerical analysis device 321 is connected to the input data processing device 101, the arithmetic processing unit 103, and the calculation result display processing device 104. Although not explicitly shown in FIG. 22, an operation method selection / processing device 231 or a circuit network graphic processing device 251 may be provided.

【0073】例えば、図23に示すように、ダクト25
中に置かれた物体331の周りに生じる渦332などの
流体の微小部分の温度や流れの状況を計算する場合につ
いて説明する。以下、このように流体の微小部分の温度
や流れの状況を計算することを、熱流体数値解析を行う
という。図24に示すように、入力データ処理装置10
1の回路網演算処理部146で機器全体が小エリアに分
割される。ただし、熱流体数値解析装置321による処
理が選択された場合には、物体331の周囲部で渦33
2などの流体の微小部分の流れの状況を計算する部分、
すなわち熱流体数値解析を行うエリア341を、例えば
有限体積法などに適するように、回路網法の部分に比べ
て、細かく細分化する。そして、エリア情報が熱流体数
値解析装置321に送られる。
For example, as shown in FIG.
A case will be described in which the temperature and the flow state of a minute portion of a fluid such as a vortex 332 generated around an object 331 placed therein are calculated. Hereinafter, the calculation of the temperature and the flow state of the minute portion of the fluid in this way is referred to as performing a thermal fluid numerical analysis. As shown in FIG. 24, the input data processing device 10
The entire device is divided into small areas by one circuit network processing unit 146. However, if the processing by the thermal fluid numerical analysis device 321 is selected, the vortex 33
A part that calculates the flow situation of a minute part of the fluid, such as 2.
That is, the area 341 for performing the thermal fluid numerical analysis is subdivided more finely than the circuit network method portion so as to be suitable for, for example, the finite volume method. Then, the area information is sent to the thermal fluid numerical analysis device 321.

【0074】その後、図25に示すように、過渡計算を
行う場合は、まず、入力された初期値を用いて、回路網
生成装置102が生成した回路網における各抵抗の計算
を行う(ステップST31,ST32,ST33)。具
体的な計算過程は、既に説明したとおりである。続い
て、演算処理装置103中の回路網演算部119におけ
るそれぞれの回路網演算処理部115,116,11
7,118は、既に説明したような計算を行う(ステッ
プST34)。計算結果は熱流体数値解析装置321に
伝達される。
Thereafter, as shown in FIG. 25, when performing the transient calculation, first, each resistance in the network generated by the network generating apparatus 102 is calculated using the input initial value (step ST31). , ST32, ST33). The specific calculation process is as described above. Subsequently, each of the network operation units 115, 116, and 11 in the network operation unit 119 in the operation processing unit 103.
7, 118 perform the calculation as described above (step ST34). The calculation result is transmitted to the thermal fluid numerical analysis device 321.

【0075】熱流体数値解析装置321は、回路網演算
による計算結果、例えばファン26により駆動されて流
入する風量を境界条件として、物体331周囲の流体中
の微細な流れを計算する(ステップST35)。次に時
間を1ステップ分増加させる(ステップST36)。時
間が所定の最終時間に達していない場合には、回路網生
成装置102が1ステップ前の時間の計算値を用いて各
抵抗の計算を行い(ステップST33)、回路網演算部
119が演算処理を行う(ステップST34)。そし
て、熱流体数値解析装置321が流体中の微細な流れを
計算する(ステップST35)。時間が最終時間に達す
ると、計算結果表示処理装置104の処理に移行する。
The thermo-fluid numerical analysis device 321 calculates a fine flow in the fluid around the object 331 using the calculation result of the circuit network calculation, for example, the amount of air flow driven and driven by the fan 26 as a boundary condition (step ST35). . Next, the time is increased by one step (step ST36). If the time has not reached the predetermined final time, the network generation device 102 calculates each resistance using the calculated value of the time one step before (step ST33), and the network operation unit 119 performs the arithmetic processing. Is performed (step ST34). Then, the thermal fluid numerical analysis device 321 calculates a fine flow in the fluid (step ST35). When the time reaches the final time, the processing shifts to the processing of the calculation result display processing device 104.

【0076】以上のようにして、物体331周囲の流れ
が、回路網についての計算の結果得られる熱、流体、電
気、物質移動による変化を考慮して計算され、かつ全体
の流量と同時に物体回りの微小な流れの状況が同時に計
算される。よって、より精度がよく効率的な計算が可能
になる。
As described above, the flow around the object 331 is calculated in consideration of the change due to heat, fluid, electricity, and mass transfer obtained as a result of the calculation for the network, and the flow around the object 331 is simultaneously calculated with the overall flow rate. Is calculated at the same time. Therefore, more accurate and efficient calculation can be performed.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、熱流
体CAEシステムが、入力装置に入力されたデータにも
とづいて抵抗値等の定数を含まない回路網を作成しその
回路網を回路網生成装置に供給する構成になっているの
で、システム利用者が問題に適した回路網を自由に設定
でき、精度のよい計算ができるものが得られる効果があ
る。また、形状の変更も簡便に行うことができる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, the thermofluid CAE system creates a network that does not include constants such as resistance values based on data input to the input device, and connects the network to the circuit. Since the system is configured to be supplied to the network generation device, the system user can freely set a circuit network suitable for the problem, and there is an effect that a system capable of performing accurate calculation can be obtained. Further, there is an effect that the shape can be easily changed.

【0078】この発明によれば、熱流体CAEシステム
が、回路網図上に演算結果を表示する構成になっている
ので、演算結果の評価が行い易いものが得られる効果が
ある。
According to the present invention, the thermal fluid CAE system is configured to display the operation result on the circuit diagram, so that the operation result can be easily evaluated.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による熱流体CAE
システムの構成を示すシステム構成図である。
FIG. 1 is a thermal fluid CAE according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a system configuration.

【図2】 回路網生成装置および演算処理装置の詳細構
成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of a circuit network generation device and an arithmetic processing device.

【図3】 データベース処理装置の詳細構成を示す構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of a database processing device.

【図4】 入力データ処理装置の詳細構成を示す構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of an input data processing device.

【図5】 計算結果表示処理装置の詳細構成を示す構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of a calculation result display processing device.

【図6】 CAEの対象機器の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a target device of CAE.

【図7】 対象機器のエリア分割を説明するための説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for describing area division of a target device.

【図8】 熱回路網の一例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a thermal network.

【図9】 流体回路網の一例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a fluid circuit network.

【図10】 電気回路網の一例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of an electric circuit network.

【図11】 物質移動回路網の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a mass transfer network.

【図12】 この発明の実施の形態1による熱流体CA
Eシステムの処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 12 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 1 of the present invention.
It is a flowchart which shows the flow of a process of E system.

【図13】 この発明の実施の形態1による熱流体CA
Eシステムの構成を示すシステム構成図である。
FIG. 13 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 1 of the present invention.
1 is a system configuration diagram illustrating a configuration of an E system.

【図14】 計算手法選択処理装置の詳細構成を示す構
成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of a calculation method selection processing device.

【図15】 この発明の実施の形態1における入力デー
タ処理装置の詳細構成を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a detailed configuration of the input data processing device according to the first embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態1における回路網図
形処理装置の詳細構成を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a circuit diagram processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;

【図17】 この発明の実施の形態1における基本モデ
ルを説明するための説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram for describing a basic model according to Embodiment 1 of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態1における要素モデ
ルを説明するための説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram for describing an element model according to Embodiment 1 of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態1による熱流体CA
Eシステムにおける表示例を示す説明図である。
FIG. 19 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 1 of the present invention.
It is explanatory drawing which shows the example of a display in E system.

【図20】 この発明の実施の形態2による熱流体CA
Eシステムの構成を示すシステム構成図である。
FIG. 20 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 2 of the present invention.
1 is a system configuration diagram illustrating a configuration of an E system.

【図21】 この発明の実施の形態2における計算結果
表示処理装置の詳細構成を示す構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a calculation result display processing device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態3による熱流体CA
Eシステムの構成を示すシステム構成図である。
FIG. 22 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 3 of the present invention.
1 is a system configuration diagram illustrating a configuration of an E system.

【図23】 この発明の実施の形態3における演算を説
明するための説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating an operation according to the third embodiment of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態3におけるエリア分
割を説明するための説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram for describing area division according to Embodiment 3 of the present invention.

【図25】 この発明の実施の形態3による熱流体CA
Eシステムの処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 25 shows a thermal fluid CA according to Embodiment 3 of the present invention.
It is a flowchart which shows the flow of a process of E system.

【図26】 従来の熱流体CAEシステムの構成を示す
システム構成図である。
FIG. 26 is a system configuration diagram showing a configuration of a conventional thermal fluid CAE system.

【図27】 従来の熱流体CAEシステムによる演算を
説明するための説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining a calculation by a conventional thermal fluid CAE system.

【図28】 従来の熱流体CAEシステムの処理の流れ
を示すフローチャートである。
FIG. 28 is a flowchart showing the flow of processing of a conventional thermal fluid CAE system.

【図29】 従来の熱流体CAEシステムにおける対象
機器の小エリア分割を説明するための説明図である。
FIG. 29 is an explanatory diagram for describing small area division of a target device in a conventional thermal fluid CAE system.

【図30】 従来の熱流体CAEシステムによる流体回
路網の一例を示す説明図である。
FIG. 30 is an explanatory diagram showing an example of a fluid circuit network by a conventional thermal fluid CAE system.

【図31】 従来の熱流体CAEシステムによる熱回路
網の一例を示す説明図である。
FIG. 31 is an explanatory diagram showing an example of a thermal network by a conventional thermal fluid CAE system.

【図32】 従来の熱流体CAEシステムによる表示例
を示す等温線図である。
FIG. 32 is an isotherm diagram showing a display example by a conventional thermal fluid CAE system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 入力データ処理装置、102 回路網生成装
置、103 演算処理装置、104 計算結果表示処理
装置、105 データベース処理装置、106関数式・
表計算処理装置、141 計算制御条件処理部、231
演算手法選択・処理装置、251 回路網図形処理装
置、264 回路網図形上表示処理部、311 外部機
器制御処理部、321 熱流体数値解析装置。
101 input data processing device, 102 circuit network generation device, 103 arithmetic processing device, 104 calculation result display processing device, 105 database processing device, 106 function formulas
Spreadsheet processing device, 141 calculation control condition processing unit, 231
Calculation method selection / processing device, 251 network graphics processor, 264 network graphics display processor, 311 external device control processor, 321 thermo-fluid numerical analyzer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 明広 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 今泉 明子 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小▲やなぎ▼ 正俊 兵庫県尼崎市本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社設計システム技術センター内 (72)発明者 村上 政明 兵庫県尼崎市本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社生産技術研究所内 Fターム(参考) 2G040 AA01 AB08 BA23 CB02 EA02 EB02 GA07 HA02 HA16 5B046 AA07 JA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akihiro Goto 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akiko Imaizumi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Masatoshi Small ▲ 8-1-1 Hommachi, Amagasaki-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Design System Technology Center (72) Inventor Masaaki Murakami 8-chome, Honcho, Amagasaki-shi, Hyogo No. 1-1 F term in Mitsubishi Electric Corporation's Production Engineering Laboratory (reference) 2G040 AA01 AB08 BA23 CB02 EA02 EB02 GA07 HA02 HA16 5B046 AA07 JA09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力データを入力し、機器や装置をエリ
ア分割してノードを設定し、かつ、動作条件を設定する
入力データ処理装置と、前記入力データ処理装置からの
動作条件に応じて、前記機器や装置に対する熱回路網又
は流体回路網の少なくとも一方を選択的に設定する回路
網生成装置と、前記回路網生成装置で生成された回路網
を対象に物理量を演算する演算処理装置と、前記演算処
理装置の演算結果を表示する処理を行う計算結果表示処
理装置とを備えた熱流体CAEシステムにおいて、入力
装置に入力されたデータにもとづいて抵抗値等の定数を
含まない回路網を作成し、その回路網を回路網生成装置
に供給する回路網図形処理装置を備えたことを特徴とす
る熱流体CAEシステム。
1. An input data processing device for inputting input data, dividing a device or a device into areas, setting nodes, and setting operating conditions, and an operating condition from the input data processing device. A network generation device that selectively sets at least one of a thermal network and a fluid network for the devices and devices, and an arithmetic processing device that calculates a physical quantity on the network generated by the network generation device, In a thermal fluid CAE system including a calculation result display processing device for performing a process of displaying a calculation result of the calculation processing device, a circuit network including no constant such as a resistance value is created based on data input to an input device. And a network graphic processing unit for supplying the network to a network generation device.
【請求項2】 演算処理装置による演算結果を入力し、
回路網図形処理装置が作成した回路網図上に演算結果を
表示する処理を行う回路網図形上表示処理部を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の熱流体CAEシステム。
2. An operation result by the operation processing device is input,
2. The thermo-fluid CAE system according to claim 1, further comprising a display unit for displaying on a network diagram which performs a process of displaying a calculation result on a network diagram created by the network diagram processing apparatus.
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