JP2003049296A

JP2003049296A - メッシュ生成システム、メッシュ生成方法および記録媒体

Info

Publication number: JP2003049296A
Application number: JP2001235463A
Authority: JP
Inventors: Toru Komoriya; 徹小森谷
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】部材の移動を伴う動的な解析に適した新規な解
析メッシュの生成手法を提供する。【解決手段】コンピュータ数値解析用のメッシュ生成シ
ステムを提供する。このシステムは、部材の状態をメッ
シュによって表現した部材メッシュ５と、部材の処理環
境の状態をメッシュによって表現したバックグラウンド
メッシュ６とを記憶する記憶装置と、一連の移動ポイン
トＰn（ｎは0〜N）によって構成され、処理環境におけ
る部材の移動軌跡を示す移動パターンに従い、バックグ
ラウンドメッシュ６上において部材メッシュ５を経時的
に移動させ、時系列的な解析メッシュ群を生成するコン
ピュータとを有する。このコンピュータは、移動パター
ンを構成する一の移動ポイントＰnに配置された部材メ
ッシュ５とバックグラウンドメッシュ６との重ね合わせ
処理によって、解析メッシュ群を構成する一の解析メッ
シュを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メッシュ生成シス
テム、メッシュ生成方法、およびこの方法をコンピュー
タに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体
に係り、特に、部材の移動を考慮した、コンピュータ数
値解析用のメッシュ群の生成手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電着塗装は、高分子電解質の電気泳動現
象や電気透析現象等を利用した塗装法である。この塗装
は、被塗装物の表面に塗膜が均一に付着し、防食性にも
優れているため、自動車のボディや部品といった各種部
材の下塗り塗装として広く用いられている。電着塗装に
より、部材表面に付着する塗装膜厚を一定の範囲に収め
ることは、防錆対策、塗料消費量の減少、或いは部材軽
量化等の観点から重要な設計課題である。そのため、電
着塗装解析による塗膜析出状態の解析・検討が重要とな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電着塗装解析手
法は、処理対象となる部材位置を電着液漕内に固定した
状態を対象とした静的な解析手法であった。この手法
は、全没通電方式（すなわち、電着処理の対象となる部
材を電着液漕に全没させた後に通電する方式）には適し
ているが、通電入漕方式（すなわち、予め通電した部材
を電着液漕に入漕していく方式）のような動的な解析に
は対応できないという不都合がある。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、部材の移動を伴う動的な解析に
適した新規な解析メッシュの生成手法を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、コンピュータ数値解析用のメッシ
ュ生成システムを提供する。このシステムは、部材の状
態をメッシュによって表現した部材メッシュと、部材の
処理環境の状態をメッシュによって表現したバックグラ
ウンドメッシュとを記憶する記憶装置と、一連の移動ポ
イントによって構成され、処理環境における部材の移動
軌跡を示す移動パターンに従い、バックグラウンドメッ
シュ上において部材メッシュを経時的に移動させ、時系
列的な解析メッシュ群を生成するコンピュータとを有す
る。このコンピュータは、移動パターンを構成する一の
移動ポイントに配置された部材メッシュとバックグラウ
ンドメッシュとの重ね合わせ処理によって、解析メッシ
ュ群を構成する一の解析メッシュを生成する。

【０００６】第２の発明は、部材の状態をメッシュによ
って表現した部材メッシュと、部材の処理環境の状態を
メッシュによって表現したバックグラウンドメッシュと
を用いて、コンピュータ数値解析用の解析メッシュを生
成する方法を提供する。この方法は、コンピュータが、
処理環境における部材の移動軌跡を示す移動パターンに
おける一の移動ポイントに、部材メッシュを配置する第
１のステップと、コンピュータが、一の移動ポイントに
配置された部材メッシュと、バックグラウンドメッシュ
との重ね合わせ処理を行う第２のステップと、重ね合わ
せ処理によって生成された重合メッシュを、一の移動ポ
イントにおける解析メッシュとして出力する第３のステ
ップとを有する。そして、コンピュータは、移動パター
ンを構成する一連の移動ポイントのそれぞれについて、
第１のステップから第３のステップまでの一連の手順を
繰り返し実行することにより、コンピュータが、時系列
的な解析メッシュ群を生成する。

【０００７】第１または第２の発明において、コンピュ
ータは、重ね合わせ処理に際して、部材メッシュの周囲
のバックグラウンドメッシュを細分化することが好まし
い。このようにメッシュを細分化した場合、コンピュー
タは、移動パターンに従い、現在の移動ポイントに位置
する部材メッシュを次の移動ポイントに移動させたなら
ば、現在の移動ポイントにおいて細分化されていたバッ
クグラウンドメッシュを当初のメッシュ状態に戻すこと
が好ましい。

【０００８】また、第１または第２の発明において、解
析メッシュは、電着塗装解析用の解析メッシュであって
もよい。また、バックグラウンドメッシュは、電着液漕
内に貯留された電着塗装液の液面境界が設定されていて
もよい。この場合、コンピュータは、部材メッシュを構
成する各メッシュ要素と液面境界との位置的関係に基づ
いて、メッシュ要素のそれぞれの材料特性値を設定する
ことが好ましい。より具体的には、液面境界よりも下側
に位置するメッシュ要素に対しては、電着塗装液に浸漬
していることを示す材料特性値を設定する。一方、液面
境界よりも上側に位置するメッシュ要素に対しては、電
着塗装液に浸漬していないことを示す材料特性値を設定
する。また、コンピュータは、流れ解析を行うことによ
って、液面境界を算出することが好ましい。

【０００９】一方、第１または第２の発明において、コ
ンピュータは、部材メッシュの内、液面境界を跨ぐメッ
シュ要素を除去するとともに、メッシュが除去された領
域を、液面境界を跨がないように、メッシュ要素で領域
を再構成することが望ましい。また、これに代えて、コ
ンピュータは、部材メッシュの内、液面境界を跨ぐメッ
シュ要素に関しては、そのメッシュ要素の体積全体に占
める電着塗装液の浸漬体積の割合より体積比率を算出し
てもよい。算出された体積比率は、電着塗装解析におけ
る物理量を補正するために用いられる。

【００１０】第３の発明は、上述した第２の発明に係る
メッシュ生成方法をコンピュータに実行させるためのプ
ログラムが記録された記録媒体を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、通電入漕方式に
おける電着塗装解析用メッシュの生成手法に適用した実
施形態について説明する。図１は、通電入漕方式による
電着塗装の説明図である。電着塗装液漕１内には、電着
塗装液２（希釈水溶性塗料液）が貯留されており、陽極
板３（アノード）と陰極の部材４とが所定の間隔だけ離
れて配置されている。処理対象である部材４は、電着塗
装における被塗装物に相当し、部材単体または複数部材
の組立体のいずれであってもよい。この部材４は、図示
しない搬送装置によって吊されており、陽極板３と部材
４との間に電位差を与えることで部材４側がマイナスに
荷電した状態になっている。入漕前に既に荷電させた部
材４を、予め定められた移動パターン（例えば矢印Ａで
図示）に従い、入漕、全没、出漕の順で移動させると、
電着塗装液２に浸漬した部材４の表面に、塗装粒子の電
気泳動により不水溶性塗膜が形成される。塗膜が形成さ
れる浸漬部位は、部材４の移動に伴い経時的に変化す
る。したがって、通電入漕方式の電着塗装解析を行う場
合、電着塗装液層１内における部材４の移動を考慮した
解析メッシュを生成する必要がある。

【００１２】図２は、本実施形態に係るメッシュ生成シ
ステムの構成図である。このシステムは、コンピュータ
１０，キーボードやマウス等の入力装置１１，ＣＲＴや
液晶ディスプレイ等の表示装置１２および磁気ディスク
等の記憶装置１３で構成されている。コンピュータ１０
は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，入出力インターフェース
等で構成されており、電着塗装解析用の解析メッシュを
生成する。オペレータは、表示装置１２に表示された情
報に基づき、入力装置１１を操作して、メッシュ要素
（セル）やメッシュ領域の指定、或いは数値の入力等を
行う。さらに、記憶装置１３には、部材メッシュやバッ
クグラウンドメッシュ等に関するデータが記憶されてい
る。また、本処理により生成される解析メッシュも記憶
装置１３に適宜記憶される。

【００１３】図３は、解析メッシュを生成する際に使用
される部材メッシュ５およびバックグラウンドメッシュ
６の一例を示す図である。部材メッシュ５は、電着塗装
処理の対象となる部材４の状態をメッシュ表現したもの
であり、部材４の形状とその周囲の空間とがメッシュで
表現されている。この部材メッシュ５には、隣接したメ
ッシュ要素間の境界条件として、部材４とその周りの空
間との境界を示す特定の境界名が設定されており、この
境界名によって部材４の表面が規定されている。なお、
部材表面の規定は、メッシュ要素毎に設定された材料特
性値として、部材４を特定可能な値を設定することによ
って行うことも可能である。ここで、「材料特性値」と
は、部位の属性（名称）や物性（板厚、弾性係数等）を
特定するためのパラメータであり、基本的に、同じ部材
を構成する部位には同一の材料特性値が設定される。ま
た、部材４の周囲空間を表すメッシュの層数は、要求さ
れる空間の解析精度に基づき適宜設定する。この点につ
いては、本願出願人の先願である特願２０００−３８６
６０２号に開示されているので必要ならば参照された
い。なお、部材メッシュ５は、電着塗装解析を行う際の
解析精度に与える影響が大きいため、バックグラウンド
メッシュ６よりもメッシュが細分化されている。

【００１４】一方、同図に示すバックグラウンドメッシ
ュ６は、部材４の処理環境の状態をメッシュ表現したも
のであり、本実施形態では電着塗装液漕１の内部状態を
表している。具体的には、電着塗装液２が貯留している
領域は、電着塗装液２を示す材料特性値が設定された電
着液領域６ａとして表されている。また、電着塗装液２
周囲の空間（上部空間）は、空気を示す材料特性値が設
定された空間領域６ｂとして表されている。電着液領域
６ａと空間領域６ｂとの境界には、液面境界６ｃが設定
されている。その他にも、陽極板３の境界（Anode境
界）や電着塗装液漕１の壁部境界（Wall境界）等も設定
されている。なお、バックグラウンドメッシュ６は、電
着液領域６ａに相当するメッシュと空間領域６ｂに相当
するメッシュとを予め別個に作成しておいて、これらを
重ね合わせることによって生成してもよい。

【００１５】図４は、本実施形態に係る解析メッシュの
生成手順を示すフローチャートである。以下、このフロ
ーチャートの流れに従い、各ステップにおける処理の詳
細について説明する。

【００１６】まず、オペレータの指定に従い、コンピュ
ータ１０は、記憶装置１３から読み出した部材メッシュ
５とバックグラウンドメッシュ６とをセットするととも
に、指定された部材４の移動パターンをセットする（ス
テップ１）。コンピュータ１０は、バックグラウンドメ
ッシュ６上において、移動パターンに従って部材メッシ
ュ５を経時的に移動させることにより、時系列的な解析
メッシュを順次生成する。ここで、移動パターンは、図
１の矢印Ａで示したように、部材４の移動軌跡を示す一
連の移動ポイントＰn（n＝0〜N）で構成されている。開
始ポイントＰ0は部材４の入漕開始位置、終了ポイント
ＰNは出漕完了位置、中間ポイントＰ1〜N-1は移動過程
における位置にそれぞれ相当する。各移動ポイントＰn
は、部材移動プロセスの各タイミングにおけるバックグ
ラウンドメッシュ６上の部材位置を示しており、部材４
に関する実際の移動軌跡や実際の移動速度等に基づいて
予め設定されている。なお、本実施形態は、すべての移
動ポイントＰnを事前に設定しているが、部材４の移動
速度や解析メッシュの算出間隔等に鑑み、各移動ポイン
トＰnをリアルタイムで算出してもよい。

【００１７】続くステップ２において、コンピュータ１
０は、移動ポイントＰnにセットした部材メッシュ５を
バックグラウンドメッシュ６上に重ね合わせる。部材メ
ッシュ５とバックグラウンドメッシュ６との重合処理に
より、図５に示すような重合メッシュが生成される。

【００１８】ステップ３において、コンピュータ１０
は、部材メッシュ５を重合した状態において、電着塗装
液２に関する周知の流れ解析を行って電着塗装液２の状
態（液面境界６ｃ、流動、撹拌や熱対流等）を計算す
る。具体的には、熱や塗料特性値の拡散解析，気−液２
相流解析（例えば、volume of fluid法）等の流れ解析
を行い、部材４の入漕および出漕に伴う液面変動を考慮
した液面境界６ｃを算出する。液面境界６ｃを算出する
理由は、電着塗装液２に浸漬している部位（換言すれ
ば、塗膜析出部位）を正確に特定することで、電着塗装
解析時における解析精度の向上を図るためである。ま
た、この解析を通じて、部材４の内部に袋とじ部が存在
する場合には、エアーキャップの影響も一緒に予測でき
る。なお、流れ解析を行う際に使用するメッシュは、電
着塗装用の解析メッシュと同一のものを用いてもよいが
異なるものを用いてもよい。

【００１９】なお、一般に、気−液２相流解析等は演算
処理量が多く、解析に長時間を要する傾向がある。そこ
で、部材４の入漕や出漕に伴う液面変動が比較的小さい
場合、或いは、解析メッシュ生成に要する処理時間の短
縮化を優先する場合には、流れ解析を行うことなく液面
境界６ｃを一定としてもよい。

【００２０】ステップ４において、コンピュータ１０
は、図６に示すように、部材メッシュ５周囲に存在する
バックグラウンドメッシュ６を細分化する。これによ
り、ハッチングで図示した領域は、細分化メッシュ６’
に修正される。このような細分化処理を行う理由は、重
合させるメッシュ同士を極力同じメッシュサイズにする
ことで、解析精度の向上を図るためである。

【００２１】ステップ５において、コンピュータ１０
は、液面境界６ｃを跨ぐ部材メッシュ５に対する修正処
理を行う。上述したように、電着塗装では、電着塗装液
２に浸漬した部位のみに塗膜が析出し、浸漬していない
部位には塗膜は析出しない。そのため、特に、部材４の
入漕時および出漕時においては、バックグラウンドメッ
シュ６上に配置された部材メッシュ５のどの部位が電着
液領域６ａ内に存在するのかを特定する必要がある。ま
た、電着塗装解析ではメッシュ要素単位で解析が行われ
る関係上、液面境界６ｃを跨ぐメッシュ要素に対する処
理を行うことで、その部位における解析精度の向上を図
る。

【００２２】そこで、液面境界６ｃ近傍のメッシュ要素
が液面境界６ｃを跨がないように、メッシュ要素の形状
修正・分割を行う。例えば、図７のようなメッシュ状態
の場合、電着塗装液２の液面（液面境界６ｃ）で切断さ
れるメッシュ要素５ａ〜５ｅが再構成（リメッシュ）の
対象となる。メッシュ要素５ａ〜５ｅのリメッシュ手法
としては下記の２つが考えられ、いずれを採用してもよ
い。

【００２３】（手法１）図８に示すように、リメッシュ
する際に適用可能なメッシュ要素のタイプとして、三角
錐の４面体メッシュ（同図（ａ））、プリズム形状の５
面体メッシュ（同図（ｂ））、ピラミッド形状の５面体
メッシュ（同図（ｃ））、６面体メッシュ（同図
（ｄ））、６面体の一部が切断された形状を有する７面
体メッシュ（同図（ｅ））を用意する。そして、４面
体、５面体、６面体メッシュをベースとし、液面境界６
ｃで切断される部分に限っては異形メッシュである７面
体メッシュを用いて、液面境界６ｃで切断されないよう
にリメッシュする。このように、各種のメッシュタイプ
を使用可能にすることで、液面境界６ｃの変動に対して
フレキシブルに対応可能なメッシュを設定でき、計算プ
ログラムの記述の容易化を図ることができる。

【００２４】（手法２）図９（ａ）に示すように、電着
塗装液２に浸漬していない部位（電着塗装解析における
塗膜析出計算の計算外となる）の部材メッシュ５を削除
する。それとともに、液面境界６ｃで切断されるメッシ
ュ要素５ａ〜５ｅで構成されていた領域を一旦削除す
る。そして、同図（ｂ）に示すように、液面境界６ｃよ
り下側の領域（電着液領域６ａに属する）に新たなメッ
シュを生成する。この手法では、移動ポイントＰn毎
（換言すれば時間毎）に新たなメッシュを生成する必要
があるため処理量が増大するが、本プログラムの作成が
容易であるというメリットがある。

【００２５】また、上記手法１，２とは異なる手法とし
て、下記の手法３も考えれれる。この手法３では、メッ
シュ要素の形状自体は変更せず、代わりにメッシュ要素
のパラメータを補正する。

【００２６】（手法３）液面境界６ｃで切断されるメッ
シュ要素５ａ〜５ｅのそれぞれについて、図１０に示す
ように、電着塗装液２に浸漬している体積Ｖｅ（電着液
体積）と電着塗装液２の外に出ているメッシュ体積Ｖａ
（空間体積）とを算出する。つぎに、下式に従い、メッ
シュ要素の体積全体に占める浸漬体積の割合（Ｖｅ／
（Ｖｅ＋Ｖａ））を体積比率γとして算出する。そし
て、体積比率γに応じて修正係数αを算出する。メッシ
ュ要素５ａ〜５ｅのそれぞれについて算出された修正係
数αは、電位解析における電位量等の物理量の補正値と
して用いられ、物理量に乗じられる。修正係数αは、体
積比率γそのものを用いてもよいが、簡易的な手法とし
て、体積比率γが50％以上ならばα＝１、50％未満なら
ばα＝０としてもよい。修正係数αが１のメッシュ要素
は、電着液で浸漬された状態と同様に取り扱われる。こ
れに対して、修正係数αが０のメッシュ要素は、解析計
算における計算外の領域として取り扱われる。

【００２７】このように、ステップ５では、液面近傍に
おけるメッシュ領域を再構成することにより、或いは、
この領域における個々のメッシュ要素のパラメータを補
正する体積比率γを算出することにより、液面近傍の解
析精度の向上を図ることができる。

【００２８】ステップ６において、コンピュータ１０
は、部材メッシュ５を構成する各メッシュ要素に関し
て、液面境界６ｃとの位置的関係に基づき材料特性を設
定する。具体的には、電着液領域６ａ内（液面境界６ｃ
より下側）のメッシュ要素に対しては、電着塗装液２に
浸漬していることを示す材料特性値を設定する。また、
空間領域６ｂ内（液面境界６ｃより上側）のメッシュ要
素に対しては、空気中にある（換言すれば、電着塗装液
２に浸漬していない）ことを示す材料特性値を設定す
る。空気を示す材料特性値が設定されたメッシュ要素
は、電着塗装解析を行う際には計算対象外の領域とな
る。これにより、本処理において出力された解析メッシ
ュを用いて解析を行う際、部材メッシュ５のどの部位が
浸漬しているのかをシステム側で特定可能となり、電着
塗装解析を適切に行うことができる。

【００２９】ステップ７において、コンピュータ１０
は、上述したステップ２〜６の処理を経た重合メッシュ
を移動ポイントＰnにおける解析メッシュとして出力す
る。出力された解析メッシュは、記憶装置１３に記憶さ
れる。

【００３０】ステップ８では、次の移動ポイントＰn+1
があるか否かが判断され、肯定判定された場合、すなわ
ち、次の移動ポイントＰn+1がある場合にはステップ９
に進む。ステップ９において、コンピュータ１０は、移
動ポイントＰnで細分化されたバックグラウンドメッシ
ュ６を復元する。図１１は、バックグラウンドメッシュ
の復元処理の説明図である。部材メッシュ５を現在の移
動ポイントＰnから次の移動ホ゜イントＰn+1に移動させる場
合、先のステップ４で変更された細分化メッシュ６’
（ハッチングで図示）を、バックグラウンドメッシュ６
の当初の状態に復元する。これにより、次に生成される
解析メッシュのメッシュ数の増加を防ぐことができ、電
着塗装解析における演算量の増大を抑制する。

【００３１】ステップ１０において、コンピュータ１０
は、次の移動ポイントＰn+1をセットする。そして、次
の移動ポイントＰn+1に関して、上述したステップ２〜
７の処理を実行する。

【００３２】このようにして、移動ポイントＰ0，Ｐ1，
Ｐ2，・・・の順に解析メッシュを順次生成・出力すること
で、部材４の移動パターンに応じた時系列的な解析メッ
シュ群を得ることができる。そして、部材４の出漕完了
位置に相当する終了ポイントＰNの処理が終了すると、
ステップ８の判定結果に従い、すべての処理が終了す
る。

【００３３】本実施形態によれば、通電入漕方式の解析
（動的な解析）等が可能となり、各種塗装ライン工程が
シミュレーション可能となる。本実施形態では、一連の
移動ポイントによって構成された移動パターンに従い、
バックグラウンドメッシュ６上において部材メッシュ５
を経時的に移動・重合することにより、時系列的な解析
メッシュ群を生成する。そして、この解析メッシュ群を
用いて、通電入漕方式における電着塗装解析を行う。具
体的には、部材４の移動プロセスにおいて、移動ポイン
トＰn毎に解析メッシュを順次適用し、そのタイミング
における電位計算や塗膜析出量の計算を行うとともに、
算出された塗膜析出量等を累積していけばよい。これに
より、部材の移動を伴う動的な電着塗装解析を実現する
ことが可能になる。

【００３４】また、本実施形態に係る解析メッシュで
は、メッシュ要素毎に設定された材料特性値より、電着
塗装液２に浸漬している部位が特定されている。特に、
本実施形態では、電着塗装液２の流れ解析により入漕時
当における液面変動や電着液の撹拌による影響を考慮し
ている。したがって、これらが考慮された解析メッシュ
を用いて解析を行えば、解析精度の一層の向上を図るこ
とができる。

【００３５】なお、本実施形態に係る時系列的な解析メ
ッシュ群は、上述した電着塗装解析以外にも、熱流れ解
析や電場解析を含む各種のコンピュータ数値解析用メッ
シュとして使用することが可能である。

【００３６】（変形例）上述した実施形態では、電着液
領域６ａと空間領域６ｂと有するバックグラウンドメッ
シュ６を用いたが、電着液領域６ａのみを有するバック
グラウンドメッシュ６を用いてもよい。この場合は、電
着液領域６ａから上部に出た部材メッシュ５は計算適用
外メッシュとして計算しない。これにより、解析メッシ
ュのメッシュ数を減少でき、計算時間の短縮化を図るこ
とが可能となる。

【００３７】なお、上述した実施形態の機能を実現する
コンピュータプログラムを記録した記録媒体を、図２の
ような構成を有するシステムに対して供給してもよい。
この場合、このシステム中のコンピュータ１０が、記録
媒体に格納されたコンピュータプログラムを読み取り実
行することによって、本発明の目的を達成することがで
きる。したがって、記録媒体から読み取られたコンピュ
ータプログラム自体が本発明の新規な機能を実現するた
め、そのプログラムを記録した記録媒体が本発明を構成
する。コンピュータプログラムを記録した記録媒体とし
ては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、
ハードディスク、メモリカード、光ディスク、ＤＶＤ−
ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等が挙げられる。また、上述し
た実施形態の機能を実現するコンピュータプログラム自
体も新規な機能を有している。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、部材の移動を伴う動的
な解析を適した時系列的な解析メッシュ群をコンピュー
タ処理によって自動生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通電入漕方式による電着塗装の説明図

【図２】メッシュ生成システムの構成図

【図３】部材メッシュおよびバックグラウンドメッシュ
の一例を示す図

【図４】解析メッシュの生成手順を示すフローチャート

【図５】重合処理により生成された重合メッシュの説明
図

【図６】バックグラウンドメッシュの細分化処理の説明
図

【図７】液面で切断される部材メッシュの説明図

【図８】メッシュタイプの説明図

【図９】部材メッシュの再構成の説明図

【図１０】メッシュ要素の体積比率の説明図

【図１１】バックグラウンドメッシュの復元処理の説明
図

【符号の説明】

１電着塗装液漕、２電着塗装液、３陽極板、４部材、５部材メッシュ、６バックグラウンドメッシュ、６ａ電着液領域、６ｂ空間領域、６ｃ液面境界、１０コンピュータ、１１入力装置、１２表示装置、１３記憶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータ数値解析用のメッシュ生成シ
ステムにおいて、部材の状態をメッシュによって表現した部材メッシュ
と、部材の処理環境の状態をメッシュによって表現した
バックグラウンドメッシュとを記憶する記憶装置と、一連の移動ポイントによって構成され、処理環境におけ
る部材の移動軌跡を示す移動パターンに従い、前記バッ
クグラウンドメッシュ上において前記部材メッシュを経
時的に移動させ、時系列的な解析メッシュ群を生成する
コンピュータとを有し、前記コンピュータは、移動パターンを構成する一の移動
ポイントに配置された前記部材メッシュと前記バックグ
ラウンドメッシュとの重ね合わせ処理によって、前記解
析メッシュ群を構成する一の解析メッシュを生成するこ
とを特徴とするメッシュ生成システム。
【請求項２】前記コンピュータは、前記重ね合わせ処理
に際して、前記部材メッシュの周囲のバックグラウンド
メッシュを細分化することを特徴とする請求項１に記載
されたメッシュ生成システム。
【請求項３】前記コンピュータは、前記移動パターンに
従い、現在の移動ポイントに位置する前記部材メッシュ
を次の移動ポイントに移動させる場合、現在の移動ポイ
ントにおいて細分化されていたバックグラウンドメッシ
ュを当初のメッシュ状態に戻すことを特徴とする請求項
２に記載されたメッシュ生成システム。
【請求項４】前記解析メッシュは、電着塗装解析用の解
析メッシュであって、前記バックグラウンドメッシュは、電着液漕内に貯留さ
れた電着塗装液の液面境界が設定されており、前記コンピュータは、前記部材メッシュを構成する各メ
ッシュ要素と前記液面境界との位置的関係に基づいて、
前記メッシュ要素のそれぞれの材料特性値を設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載されたメッシュ生成シス
テム。
【請求項５】前記コンピュータは、前記液面境界よりも
下側に位置する前記メッシュ要素に対しては、電着塗装
液に浸漬していることを示す材料特性値を設定するとと
もに、前記液面境界よりも上側に位置する前記メッシュ
要素に対しては、電着塗装液に浸漬していないことを示
す材料特性値を設定することを特徴とする請求項４に記
載されたメッシュ生成システム。
【請求項６】前記コンピュータは、流れ解析を行うこと
によって、前記液面境界を算出することを特徴とする請
求項４または５に記載されたメッシュ生成システム。
【請求項７】前記コンピュータは、前記部材メッシュの内、前記液面境界を跨ぐメッシュ要
素を除去するとともに、メッシュが除去された領域を、
前記液面境界を跨がないように、メッシュ要素で領域を
再構成することを特徴とする請求項４から６のいずれか
に記載されたメッシュ生成システム。
【請求項８】前記コンピュータは、前記部材メッシュの内、前記液面境界を跨ぐメッシュ要
素に関しては、当該メッシュ要素の体積全体に占める電
着塗装液の浸漬体積の割合より体積比率を算出し、前記
体積比率は、電着塗装解析における物理量を補正するた
めに用いられることを特徴とする請求項４から６のいず
れかに記載されたメッシュ生成システム。
【請求項９】部材の状態をメッシュによって表現した部
材メッシュと、部材の処理環境の状態をメッシュによっ
て表現したバックグラウンドメッシュとを用いて、コン
ピュータ数値解析用の解析メッシュを生成する方法にお
いて、コンピュータが、処理環境における部材の移動軌跡を示
す移動パターンにおける一の移動ポイントに、部材メッ
シュを配置する第１のステップと、コンピュータが、前記一の移動ポイントに配置された部
材メッシュと、バックグラウンドメッシュとの重ね合わ
せ処理を行う第２のステップと、前記重ね合わせ処理によって生成された重合メッシュ
を、前記一の移動ポイントにおける解析メッシュとして
出力する第３のステップとを有し、前記移動パターンを構成する一連の移動ポイントのそれ
ぞれについて、前記第１のステップから前記第３のステ
ップまでの一連の手順を繰り返し実行することにより、
コンピュータが、時系列的な解析メッシュ群を生成する
ことを特徴とするメッシュ生成方法。
【請求項１０】前記第２のステップは、前記部材メッシ
ュの周囲のバックグラウンドメッシュを細分化するステ
ップを含むことを特徴とする請求項９に記載されたメッ
シュ生成方法。
【請求項１１】前記移動パターンに従い、現在の移動ポ
イントに位置する前記部材メッシュを次の移動ポイント
に移動させる場合、コンピュータが、現在の移動ポイン
トにおいて細分化されていたバックグラウンドメッシュ
を当初のメッシュ状態に戻す第４のステップをさらに有
することを特徴とする請求項９に記載されたメッシュ生
成方法。
【請求項１２】前記解析メッシュは、電着塗装解析用の
解析メッシュであって、前記バックグラウンドメッシュは、電着液漕内に貯留さ
れた電着塗装液の液面境界が設定されており、前記コンピュータが、前記部材メッシュを構成する各メ
ッシュ要素と前記液面境界との位置的関係に基づいて、
前記メッシュ要素のそれぞれの材料特性値を設定する第
５のステップをさらに有することを特徴とする請求項９
に記載されたメッシュ生成方法。
【請求項１３】前記第５のステップにおいて、コンピュ
ータは、前記液面境界よりも下側に位置する前記メッシ
ュ要素に対しては、電着塗装液に浸漬していることを示
す材料特性値を設定するとともに、前記液面境界よりも
上側に位置する前記メッシュ要素に対しては、電着塗装
液に浸漬していないことを示す材料特性値を設定するこ
とを特徴とする請求項１２に記載されたメッシュ生成方
法。
【請求項１４】前記コンピュータが、流れ解析を行うこ
とによって、前記液面境界を算出する第６のステップを
さらに有することを特徴とする請求項１２または１３に
記載されたメッシュ生成方法。
【請求項１５】前記コンピュータが、前記部材メッシュ
の内、前記液面境界を跨ぐメッシュ要素を除去するとと
もに、メッシュが除去された領域を、前記液面境界を跨
がないように、メッシュ要素で領域を再構成する第７の
ステップをさらに有することを特徴とする請求項１２か
ら１４のいずれかに記載されたメッシュ生成方法。
【請求項１６】前記コンピュータは、前記部材メッシュ
の内、前記液面境界を跨ぐメッシュ要素に関しては、当
該メッシュ要素の体積全体に占める電着塗装液の浸漬体
積の割合より体積比率を算出する第７のステップをさら
に有し、前記体積比率は、電着塗装解析における物理量
を補正するために用いられることを特徴とする請求項１
２から１４のいずれかに記載されたメッシュ生成方法。
【請求項１７】請求項９から１６のいずれかに記載され
たメッシュ生成方法をコンピュータによって実行させる
ためのプログラムが記録された記録媒体。