JP2006004200A - 三次元モデルデータ、及び、メッシュデータ作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メッシュ作成条件データを容易に再利用することができ、また、異なる形状データに同じメッシュ作成条件データを用いることができる三次元モデルデータを提供する。
【解決手段】ＣＡＤ装置により作成され当該ＣＡＤ装置により変更することができるＣＡＤデータと、メッシュデータ作成装置によりＣＡＤデータに基づいて作成されるメッシュデータの作成条件を定義する条件データとを含み、ＣＡＤデータは所定の物体の形状を表わす形状データを含み、条件データにおけるメッシュデータの作成条件は所定の物体を含む仮想有限空間を分割した複数の小空間毎に定義されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、三次元モデルデータ、及び、三次元モデルデータに基づいてメッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置に関し、特に、三次元ＣＡＤデータに基づいて効率よく三次元モデルを作成し、運用するための技術に関する。

従来より、三次元ＣＡＤデータに基づいて三次元モデルが作成され、解析業務等に役立てられている。
図１１は、従来の三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。
図１１に示すように、従来の三次元モデルは、三次元ＣＡＤデータ８１、解析モデルデータ８２、及びメッシュデータ８３からなり、これらのデータは互いに分離され独立して管理されている。

三次元ＣＡＤデータ８１は、三次元ＣＡＤ装置等を用いて設計者によって作成されたデータであって、物体の形状をサーフェス、エッジ、及びボリューム等の各項目毎のデータにより特定する形状データ８４と、各項目毎に寸法線、ネジ記号、及び表面粗さなどの注記事項を示すデータである注記データ８５と、各項目毎に物体の材質や品質等級などの原材料を示すデータである材質データ８６とを含む。

解析モデルデータ８２は、三次元モデル作成装置によってメッシュデータ８３が作成される際に用いられるデータであって、前記形状データ８４と、形状データ８４の各項目毎にメッシュの間隔や種類などのメッシュ作成条件を示すデータであるメッシュ作成条件データ８７とを含む。
メッシュデータ８３は、三次元モデル作成装置によって、三次元ＣＡＤデータ８１及び解析モデルデータ８２に基づいて作成される三次元モデルのデータである。

メッシュデータは、解析業務等に利用するときにはデータ容量が小さいほうが扱いやすいので、他のデータと分けられ単独で管理されることが多いが、特許文献１のようにＣＡＤデータや解析モデルデータと一緒に管理される例もある。
図１２は、特許文献１に記載された三次元モデルのデータ構造の概念図である。
図１２に示すように、特許文献１に記載された三次元モデルは、モデル９０の形状データ９１、二次元付属データ９２、三次元付属データ９３、及び三次元プレーンデータ９４を一緒に管理している。

ここで形状データ９１はウィンドエッジ構造等による境界表現モデルによって物体の形状を表わすデータであり、二次元付属データ９２はソリッドモデルを二次元表示する際に使用する枠や文字のデータや形状を作成した際に参照した二次元図面のデータ等であり、三次元付属データ９３は形状を格子状に分割したメッシュデータ等であり有限要素法による構造解析等に使用され、三次元プレーンデータ９４はソリッドモデルを所定の方向から見たときの寸法線や形状を表わすデータである。
特許第２８１７９１７号公報（第３頁第２４〜４５行、図２）

元の形状に変更を加えたことによる効果を検討するような場合には、元の形状に対応するメッシュデータと、変更された形状に対応するメッシュデータとを、同じ条件に基づいて作成することが望ましいが、従来のメッシュ作成条件データは形状データの内容に応じて形状データ毎に定義されるので、異なる形状データに同じメッシュ作成条件データを用いることができない。

また、図１１に示す従来技術におけるメッシュ作成条件データ８７、及び、図１２に示す従来技術における三次元付属データ９３を作成するときに参照したであろうメッシュ作成条件データは、メッシュデータを作成する元になったＣＡＤデータ等のデータと一緒に管理されておらず、このようなメッシュ作成条件データは一旦メッシュデータを作成してしまえばとりあえず不要となるので、削除されたり所在がわからなくなることが頻繁に起こり得る。

よって、メッシュデータの作成の際に参照したメッシュ作成条件データを、後日、メッシュデータの再作成の際に参照しようとすると、既に削除されていたり所在がわからなかったりで再利用することができない事態が生じる。
このような場合に、新たなメッシュ作成条件データに基づいてメッシュデータの再作成を行うと、以前と同じメッシュデータを再現することが非常に難かしい。

物体の形状解析業務において、メッシュ作成条件の違いは解析結果の精度に大きな影響を与えるので、解析結果の比較検討を精度良く行うためにはできるだけメッシュ作成条件を揃えることが不可欠である。
本発明は、メッシュ作成条件データを容易に再利用することができ、また、異なる形状データに同じメッシュ作成条件データを用いることができる三次元モデルデータ、及び、当該三次元モデルデータに基づいてメッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る三次元モデルデータは、ＣＡＤ装置により作成され当該ＣＡＤ装置により変更することができるＣＡＤデータと、メッシュデータ作成装置により前記ＣＡＤデータに基づいて作成されるメッシュデータの作成条件を定義する条件データとを含むことを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成により、条件データがＣＡＤデータと一緒に管理されるので、条件データの所在がわからなくなることがなく条件データを容易に再利用することができる。
また、ＣＡＤ装置によりＣＡＤデータを変更することができるので、元の形状に変更を加えたことによる効果を検討するような場合に、元の形状に対応する条件データを容易に再利用することができる。

従って、メッシュ作成条件データを容易に再利用することができる。
ここで、三次元モデルデータにおいて、前記ＣＡＤデータは所定の物体の形状を表わす形状データを含み、前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は前記所定の物体を含む仮想有限空間を分割した複数の小空間毎に定義されていることを特徴とすることもできる。

これにより、メッシュデータの作成条件が、形状データの内容とは無関係に、複数の仮想空間に対してそれぞれ定義されるので、異なる形状データに対して同じ条件データを用いることができる。
従って、異なる複数の形状に対してメッシュデータの作成条件を揃えることができるので、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。

ここで、三次元モデルデータにおいて、前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件はそれぞれ、対応する小空間を表す前記仮想有限空間における座標値に関係付けて定義されていることを特徴とすることもできる。
これにより、メッシュデータの作成条件が座標値に関係付けて定量的に定義されるので、異なる形状データに対して同じ条件データを用いることができる。

ここで、三次元モデルデータにおいて、前記ＣＡＤデータは複数の形状要素の値によって所定の物体の形状を表わす形状データを含み、前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は前記形状要素の値の大きさに対して定義されていることを特徴とすることもできる。
これにより、メッシュデータの作成条件が、形状データの内容とは無関係に、形状要素の値の大きさに対して定義されるので、異なる形状データに同じ条件データを用いることができる。

従って、異なる複数の形状に対してメッシュデータの作成条件を揃えることができるので、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。
ここで、三次元モデルデータにおいて、前記形状要素には複数の種類があり、前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は前記形状要素の種類別に定義されていることを特徴とすることもできる。

これにより、メッシュデータの作成条件が、複数の形状要素の種類別に、形状要素の値の大きさに対してそれぞれ定義されるので、詳細に条件データを定義でき、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。
ここで、三次元モデルデータにおいて、前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件が定義されている形状要素の種類のうちの少なくとも１つは、エッジ、サーフェス、及びボリュームの何れかであることを特徴とすることもできる。

これにより、エッジ、サーフェス、及びボリューム毎にメッシュデータの作成条件を定義することができる。
例えば、エッジの長さに対してメッシュの間隔を定義する場合には、エッジの長さが短くなるほど間隔を小さくするように設定することができる。
例えば、エッジの長さに対してメッシュによる分割数を定義する場合には、エッジの長さが短くなるほど分割数を少なくするように設定することができる。

また例えば、サーフェスの面積に対してメッシュによる分割面積を定義する場合には、サーフェスの面積が小さくなるほど分割面積を小さくするように設定することができる。
また例えば、サーフェスの面積に対してメッシュによる分割数を定義する場合には、サーフェスの面積が小さくなるほど分割数を少なくするように設定することができる。
また例えば、ボリュームの体積に対してメッシュによる分割体積を定義する場合には、ボリュームの体積が小さくなるほど分割体積を小さくするように設定することができる。

また例えば、ボリュームの体積に対してメッシュによる分割数を定義する場合には、ボリュームの体積が小さくなるほど分割数を少なくするように設定することができる。
ここで、三次元モデルデータは、前記ＣＡＤデータは、さらに、注記事項を示すデータである注記データと、原材料を示すデータである材質データとを含むことを特徴とすることもできる。

これにより、ＣＡＤデータは、形状データ、注記データ、及び材質データを含み、条件データと一緒に管理されるので、条件データ、注記データ、及び材質データの所在がわからなくなることなどがなく、条件データ、注記データ、及び材質データを容易に再利用することができる。
本発明に係るメッシュデータ作成装置は、上記に記載の三次元モデルデータに基づいて、メッシュデータを作成することを特徴とする。

これにより、ＣＡＤデータと一緒に管理された条件データを用いてメッシュデータを作成することができるので、条件データの所在がわからなくなることがなく条件データを容易に再利用することができる。
また、ＣＡＤ装置によりＣＡＤデータが変更された場合に、元の形状に対応する条件データを容易に再利用することができる。

従って、メッシュ作成条件データを容易に再利用することができる。
また、メッシュデータの作成条件が形状データの内容とは無関係に定義されるので、異なる形状データに対して同じ条件データを用いてメッシュデータを作成することができる。
従って、異なる複数の形状に対してメッシュデータの作成条件を揃えることができるので、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。

（実施の形態１）
＜概要＞
本発明の実施の形態１は、従来独立して管理されていた三次元ＣＡＤデータとメッシュ作成条件データとを一緒に管理することにより、メッシュ作成条件データを容易に再利用することができるようにして、以前と同じメッシュデータを再現することを可能にし、また、従来三次元ＣＡＤデータに含まれる形状データに対して定義されていたメッシュ作成条件データを、形状データに依存させずに、分割した三次元空間に依存させることにより、異なる形状データに同じメッシュ作成条件データを用いることを可能にする。

＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１における三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態１における三次元モデルは三次元モデルデータ１及びメッシュデータ２からなり、これらのデータは互いに分離され独立して管理される。

三次元モデルデータ１は、三次元ＣＡＤ等を用いて設計者等によって作成された三次元ＣＡＤデータ３と、従来のメッシュ作成条件データ８７とは異なり形状データの内容に影響されずに、座標値に関係付けてメッシュデータの作成条件を定義するメッシュ作成条件データ４とを含む。
三次元ＣＡＤデータ３は、従来の形状データ８４と同様に物体の形状をサーフェス、エッジ、及びボリューム等の各項目毎のデータにより特定する形状データ５と、従来の注記データ８５と同様に各項目毎に寸法線、ネジ記号、及び表面粗さなどの注記事項を示すデータである注記データ６と、従来の材質データ８６と同様に各項目毎に物体の材質や品質等級などの原材料を示すデータである材質データ７とを含む。

メッシュ作成条件データ４については、以下に詳細に説明する。
図２は、形状データ５により特定される所定の物体の形状を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３次元により表記された仮想空間上において模式的に表した図である。
物体１０は、比較的大きな直方体１１と、比較的小さく細長い直方体１２とからなる。
ここで直方体１１を含み直方体１１よりも一回り大きい直方体形状の仮想有限空間を小空間１３と定義し、同様に、直方体１２を含み直方体１２よりも一回り大きい直方体形状の仮想有限空間を小空間１４と定義する。

例えば小空間１３を座標値を用いて表記すると、（α１，α２，β１，β２，γ１，γ２）を０又は正の有理数とした場合、（Ｘ１−α１）≦Ｘ≦（Ｘ２＋α２），（Ｙ１−β１）≦Ｙ≦（Ｙ３＋β２），（Ｚ１−γ１）≦Ｚ≦（Ｚ３＋γ２）となる。
同様に、例えば小空間１４を座標値を用いて表記すると、（α３，α４，β３，β４，γ３，γ４）を０又は正の有理数とした場合、（Ｘ２−α３）≦Ｘ≦（Ｘ３＋α４），（Ｙ１−β３）≦Ｙ≦（Ｙ２＋β４），（Ｚ２−γ３）≦Ｚ≦（Ｚ３＋γ４）となる。

なお、α１、α２、β１、β２、γ１、γ２の値によって、複数の小空間が部分的に重複する場合があるので、このような場合には、小空間毎に優先順位を付けて、優先順位の低い方の小空間から重複する部分を除外するか、又は、条件に優先順位を付ける等の手当てが必要である。例えば、体積が小さい方の小空間を優先したり、分割する間隔が小さい方の条件を優先する等の方法がある。

以上の小空間１３、小空間１４のような所定の物体を含む仮想有限空間が分割された小空間毎にそれぞれ、メッシュの間隔や種類などのメッシュ作成条件を関係付けて定義したものがメッシュ作成条件データ４である。
図３（ａ）は本発明の実施の形態１の形状データ５の一例を、図３（ｂ）は本発明の実施の形態１の注記データ６の一例を、図３（ｃ）は本発明の実施の形態１の材質データ７の一例を、図３（ｄ）は従来のメッシュ作成条件データ８７の一例を、図３（ｅ）は本発明の実施の形態１のメッシュ作成条件データ４の一例を示す図である。

図３（ａ）における本発明の実施の形態１の形状データ５では、形状データ項目名「ＨＥＸＡ１」に直方体１１を特定する座標値「（４，０，３）−（８，３，７）」が関係付けられて定義され、形状データ項目名「ＨＥＸＡ２」に直方体１２を特定する座標値「（８，０，６）−（１０，１，７）」が関係付けられて定義されている。
図３（ｂ）における本発明の実施の形態１の注記データ６では、形状データ項目名「ＨＥＸＡ１」に注記「表面粗さ、▽▽」が関係付けられて定義され、形状データ項目名「ＨＥＸＡ２」に注記「表面粗さ、▽▽▽」が関係付けられて定義されている。

図３（ｃ）における本発明の実施の形態１の材質データ７では、形状データ項目名「ＨＥＸＡ１」に材質「ＳＵＳ３０４」が関係付けられて定義され、形状データ項目名「ＨＥＸＡ２」に材質「ａｌｕｍｉｎｉｕｍ」が関係付けられて定義されている。
図３（ｄ）における従来のメッシュ作成条件データ８７では、形状データ項目名「ＨＥＸＡ１」にメッシュ間隔「６ｍｍ」が関係付けられて定義され、形状データ項目名「ＨＥＸＡ２」にメッシュ間隔「２ｍｍ」が関係付けられて定義されている。

図３（ｄ）に対して、図３（ｅ）における本発明の実施の形態１のメッシュ作成条件データ４では、メッシュ作成条件名「ＶＯＬ１」の小空間１３を特定する座標値「（２，−１，２）−（９，４，８）」にメッシュ間隔「６ｍｍ」が関係付けられて定義され、メッシュ作成条件名「ＶＯＬ２」の小空間１４を特定する座標値「（７，−１，５）−（１１，２，８）」にメッシュ間隔「２ｍｍ」が関係付けられて定義されている。

このように、従来のメッシュ作成条件データ８７が形状データに関係付けられて定義されているのに対して、本発明の実施の形態１のメッシュ作成条件データ４は形状データの内容とは無関係に、複数の仮想小空間に対してそれぞれ定義されている。
なお、注記データ６、及び材質データ７についても、メッシュ作成条件データ４と同様に、形状データの内容とは無関係に、複数の仮想小空間に対してそれぞれ定義してもよい。

図４は、図１に示す三次元モデルに基づいて、メッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置の概要を示す図である。
図４に示すように、本発明の実施の形態１におけるメッシュデータ作成装置２０は、データ入手部２１、入力部２２、記憶部２３、表示部２４、演算制御部２５を備える。
データ入手部２１は、例えば三次元ＣＡＤ装置と接続された外部インターフェイスであり、作成又は変更された三次元ＣＡＤデータ３、流用されたメッシュ作成条件データ４、及び三次元モデルデータ１を入手する。

入力部２２は、例えばキーボードやマウスであり、解析業務の実施者からメッシュ作成条件データ４や作業指示等の入力を受け付ける。
記憶部２３は、例えばＨＤＤであり、入手された三次元ＣＡＤデータ３、入手又は入力されたメッシュ作成条件データ４、入手又は作成された三次元モデルデータ１、入力された作業指示、及び、作成されたメッシュデータ等を記憶する。

表示部２４は、例えばＣＲＴや液晶表示装置であり、解析業務の実施者に対して、処理状況や処理結果等を表示する。
演算制御部２５は、例えば専用のモデル作成ソフトウェアが実行されている汎用のコンピュータ本体であり、解析業務の実施者の指示に従って、入手された三次元ＣＡＤデータ３と入手又は入力されたメッシュ作成条件データ４とを関係付けて三次元モデルデータ１を作成して管理し、また入手された又は作成した三次元モデルデータ１に基づいて、デニーロ法や八分木法等の従来の方法によりメッシュデータ２を作成する。

＜動作＞
図５は、メッシュデータ作成装置２０によるメッシュデータを作成する処理の手順を示す図である。
ここで、記憶部２３には、図３（ｅ）に示すようなメッシュ作成条件データ４を含む三次元モデルデータ１が記憶されていることとする。

以下に図５を用いて、メッシュデータを作成する処理の手順を説明する。
（１）入力部２２が解析業務の実施者から、三次元モデルデータ１に対するメッシュデータの作成指示を受けるまで待つ（ステップＳ１）。
（２）三次元モデルデータ１に対するメッシュデータの作成指示を受けると、三次元モデルデータ１に含まれるメッシュ作成条件データ４により特定される小空間のうち、未だ処理していない小空間があるか否かを判断する（ステップＳ２）。未だ処理していない小空間が無い場合には処理を終了する。

（３）未だ処理していない小空間がある場合には、未だ処理していない１つの小空間を処理対象とし、処理対象の小空間に対して設定されているメッシュ作成条件に従い、デニーロ法や八分木法等の従来の方法によりメッシュデータを作成した後、未だ処理していない小空間があるか否かの判断へ戻る（ステップＳ３）。
ここでは、１回目には座標値「（２，−１，２）−（９，４，８）」の小空間について「６ｍｍ」間隔のメッシュデータを作成し、２回目には座標値「（７，−１，５）−（１１，２，８）」の小空間について「２ｍｍ」間隔のメッシュデータを作成し、３回目には処理を終了する。

＜まとめ＞
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、メッシュ作成条件データと三次元ＣＡＤデータとを一緒に管理するので、メッシュ作成条件データの所在がわからなくなることなどがなくメッシュ作成条件データを容易に再利用することができ、また、三次元ＣＡＤ装置により三次元ＣＡＤデータを変更することができるので、元の形状に変更を加えたことによる効果を検討するような場合にも、元の形状に対応するメッシュ作成条件データを容易に再利用することができる。

また、メッシュ作成条件データは形状データの内容とは無関係に、複数の仮想小空間に対してそれぞれ定義されるので、異なる形状データに対して同じメッシュ作成条件データを用いることができる。
従って、異なる複数の形状に対してメッシュ作成条件を揃えることができるので、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。

また、注記データや材質データ等の他のあらゆるデータについても、メッシュ作成条件データと同様に、形状データの内容とは無関係に、複数の仮想小空間に対してそれぞれ定義することもでき、このような場合には、異なる形状データに対して同じ他のあらゆるデータを用いることができる。
（実施の形態２）
＜概要＞
本発明の実施の形態２は、従来独立して管理されていた三次元ＣＡＤデータとメッシュ作成条件データとを一緒に管理することにより、メッシュ作成条件データを容易に再利用することができるようにして、以前と同じメッシュデータを再現することを可能にし、また、従来三次元ＣＡＤデータに含まれる形状データに対して定義されていたメッシュ作成条件データを、形状データに依存させずに、エッジ等の形状要素の値の大きさに依存させることにより、異なる形状データに同じメッシュ作成条件データを用いることを可能にする。

＜構成＞
図６は、本発明の実施の形態１における三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。
図６に示すように、本発明の実施の形態１における三次元モデルは三次元モデルデータ３１及びメッシュデータ３２からなり、これらのデータは互いに分離され独立して管理される。

三次元モデルデータ３１は、三次元ＣＡＤ等を用いて設計者等によって作成された三次元ＣＡＤデータ３３と、従来のメッシュ作成条件データ８７とは異なり形状データの内容に影響されずに、形状要素の値の大きさに対してメッシュデータの作成条件を定義するメッシュ作成条件データ３４とを含む。
三次元ＣＡＤデータ３３は、実施の形態１の三次元ＣＡＤデータ３と同様である。

メッシュ作成条件データ３４については、以下に詳細に説明する。
図７は、形状データ５により特定される所定の物体の形状を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３次元により表記された仮想空間上において模式的に表した図である。
物体４０は、比較的大きな直方体４１と、比較的小さく細長い直方体４２とからなる。
ここで直方体４１、及び直方体４２は、サーフェス、エッジ、及びボリューム等の形状要素の値の集合によって定義される。

直方体４１は、６個のサーフェスと１２個のエッジを有し、図７において見えている形状要素は、９個のエッジ４３〜５１である。
また直方体４２は、６個のサーフェスと１２個のエッジを有し、図７において見えているのは、９個のエッジ５２〜６０である。
以上のサーフェスやエッジ、及びボリューム等の種類別の形状要素の値の大きさに対して、メッシュの間隔や種類などのメッシュ作成条件を関係付けて定義したものがメッシュ作成条件データ３４である。

例えば、エッジの長さに対してメッシュの間隔を定義する場合には、エッジの長さが短くなるほど間隔を小さくするように設定する。
例えば、エッジの長さに対してメッシュによる分割数を定義する場合には、エッジの長さが短くなるほど分割数を少なくするように設定する。
また例えば、サーフェスの面積に対してメッシュによる分割面積を定義する場合には、サーフェスの面積が小さくなるほど分割面積を小さくするように設定する。

また例えば、サーフェスの面積に対してメッシュによる分割数を定義する場合には、サーフェスの面積が小さくなるほど分割数を少なくするように設定する。
また例えば、ボリュームの体積に対してメッシュによる分割体積を定義する場合には、ボリュームの体積が小さくなるほど分割体積を小さくするように設定する。
また例えば、ボリュームの体積に対してメッシュによる分割数を定義する場合には、ボリュームの体積が小さくなるほど分割数を少なくするように設定する。

図８（ａ）は従来のメッシュ作成条件データ８７の一例を、図８（ｂ）は本発明の実施の形態２のメッシュ作成条件データ３４の一例を示す図である。
図８（ａ）における従来のメッシュ作成条件データ８７では、形状データ項目名「ＨＥＸＡ１」にメッシュ間隔「６ｍｍ」が関係付けられて定義され、形状データ項目名「ＨＥＸＡ２」にメッシュ間隔「２ｍｍ」が関係付けられて定義されている。

図８（ａ）に対して、図８（ｂ）における本発明の実施の形態２のメッシュ作成条件データ３４では、形状要素の種類「ＥＤＧＥ（エッジ）」の長さが２０ｍｍより大きい場合にメッシュ間隔「６ｍｍ」が関係付けられて定義され、形状要素の種類「ＥＤＧＥ（エッジ）」の長さが２０ｍｍ以下の場合にメッシュ間隔「２ｍｍ」が関係付けられて定義されている。

ここで図７に示す各エッジ上の丸印は、メッシュデータ３２における分割点であり、エッジ４３〜４５を３０ｍｍ、エッジ４６〜５１を２４ｍｍ、エッジ５２〜５４を１０ｍｍ、エッジ５３〜６０を４ｍｍとした場合に、エッジ４３〜５１は長さが２０ｍｍより大きいので６ｍｍ間隔で分割点が作成され、エッジ５２〜６０は長さが２０ｍｍ以下なので２ｍｍ間隔で分割点が作成されている。

このように、従来のメッシュ作成条件データ８７が形状データに関係付けられて定義されているのに対して、本発明の実施の形態２のメッシュ作成条件データ３４は形状データの内容とは無関係に、形状要素の値の大きさに対してそれぞれ定義されている。
なお、注記データ６、及び材質データ７についても、メッシュ作成条件データ３４と同様に、形状データの内容とは無関係に、形状要素の値の大きさに対してそれぞれ定義してもよい。

図９は、図６に示す三次元モデルに基づいて、メッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置の概要を示す図である。
図９に示すように、本発明の実施の形態２におけるメッシュデータ作成装置７０は、データ入手部７１、入力部７２、記憶部７３、表示部７４、演算制御部７５を備える。
データ入手部７１は、例えば三次元ＣＡＤ装置と接続された外部インターフェイスであり、作成又は変更された三次元ＣＡＤデータ３３、流用されたメッシュ作成条件データ３４、及び三次元モデルデータ３１を入手する。

入力部７２は、例えばキーボードやマウスであり、解析業務の実施者からメッシュ作成条件データ３４や作業指示等の入力を受け付ける。
記憶部７３は、例えばＨＤＤであり、入手された三次元ＣＡＤデータ３３、入手又は入力されたメッシュ作成条件データ３４、入手又は作成された三次元モデルデータ３１、入力された作業指示、及び、作成されたメッシュデータ等を記憶する。

表示部７４は、例えばＣＲＴや液晶表示装置であり、解析業務の実施者に対して、処理状況や処理結果等を表示する。
演算制御部７５は、例えば専用のモデル作成ソフトウェアが実行されている汎用のコンピュータ本体であり、解析業務の実施者の指示に従って、入手された三次元ＣＡＤデータ３３と入手又は入力されたメッシュ作成条件データ３４とを関係付けて三次元モデルデータ３１を作成して管理し、また入手された又は作成した三次元モデルデータ３１に基づいて、デニーロ法や八分木法等の従来の方法によりメッシュデータ３２を作成する。

＜動作＞
図１０は、メッシュデータ作成装置７０によるメッシュデータを作成する処理の手順を示す図である。
ここで、記憶部７３には、図８（ｂ）に示すようなメッシュ作成条件データ３４を含む三次元モデルデータ３１が記憶されていることとする。

以下に図１０を用いて、メッシュデータを作成する処理の手順を説明する。
（１）入力部７２が解析業務の実施者から、三次元モデルデータ３１に対するメッシュデータの作成指示を受けるまで待つ（ステップＳ１１）。
（２）三次元モデルデータ３１に対するメッシュデータの作成指示を受けると、三次元モデルデータ１に含まれるメッシュ作成条件データ３４により定義された形状要素の種類に関して、未だ処理していない形状要素があるか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここでは、メッシュ作成条件データ３４により定義された形状要素の種類がエッジなので、未だ処理していないエッジの形状要素があるか否かを判断する。未だ処理していないエッジの形状要素が無い場合には処理を終了する。

（３）未だ処理していない形状要素がある場合には、未だ処理していない１つの形状要素を処理対象とし、処理対象の形状要素の値がどのメッシュ作成条件に該当するのかを判断する（ステップＳ１３）。ここでは、処理対象のエッジの長さが２０ｍｍより大きいか２０ｍｍ以下かを判断する。
（４）処理対象のエッジの長さが２０ｍｍより大きい場合には、メッシュ間隔「６ｍｍ」のメッシュデータを作成した後、未だ処理していない形状要素があるか否かの判断へ戻る（ステップＳ１４）。

（５）処理対象のエッジの長さが２０ｍｍ以下の場合には、メッシュ間隔「２ｍｍ」のメッシュデータを作成した後、未だ処理していない形状要素があるか否かの判断へ戻る（ステップＳ１５）。
ここでは、１〜９回目にはエッジ４３〜５１４について「６ｍｍ」間隔のメッシュデータを作成し、１０〜１８回目にはエッジ５２〜６０について「２ｍｍ」間隔のメッシュデータを作成し、２０回目には処理を終了する。

＜まとめ＞
以上のように、本発明の実施の形態２によれば、メッシュ作成条件データと三次元ＣＡＤデータとを一緒に管理するので、メッシュ作成条件データの所在がわからなくなることなどがなくメッシュ作成条件データを容易に再利用することができ、また、三次元ＣＡＤ装置により三次元ＣＡＤデータを変更することができるので、元の形状に変更を加えたことによる効果を検討するような場合にも、元の形状に対応するメッシュ作成条件データを容易に再利用することができる。

また、メッシュ作成条件データは形状データの内容とは無関係に、形状要素の値の大きさに対して定義されるので、異なる形状データに対して同じメッシュ作成条件データを用いることができる。
従って、異なる複数の形状に対してメッシュ作成条件を揃えることができるので、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。

また、注記データや材質データ等の他のあらゆるデータについても、メッシュ作成条件データと同様に、形状データの内容とは無関係に、形状要素の値の大きさに対して定義することもでき、このような場合には、異なる形状データに対して同じ他のあらゆるデータを用いることができる。
なお、本発明の実施の形態１の三次元モデルデータ１、及び、本発明の実施の形態２の三次元モデルデータ３１において、三次元ＣＡＤデータとメッシュ作成条件データとを一緒に管理する際には、三次元ＣＡＤデータとメッシュ作成条件データとを通常の操作では分割できないように、三次元モデルデータを１つのファイル等として取り扱う方法が望ましいが、特にこの様な方法に限られるわけではなく、例えば、三次元モデルデータを１つのディレクトリとし、このディレクトリに三次元ＣＡＤデータのファイルとメッシュ作成条件データのファイルとをリンクし、ディレクトリ単位でまとめて取り扱う方法であってもよい。

また、本発明の実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせて、メッシュ作成条件データを、複数の仮想小空間に対してそれぞれ定義し、かつ、形状要素の値の大きさに対して定義することもできる。実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせると、より詳細に条件データを定義でき、物体の形状に関係する解析業務において解析結果の精度を同じレベルに揃えることができ、比較検討を精度良く行うことが可能となる。

また、コンピュータに本実施の形態１及び２のような動作を実行させることができるプログラム、三次元モデルデータ、及び、メッシュデータ等がコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、この記録媒体が流通し取り引きの対象となり得る。また、当該プログラム、三次元モデルデータ、及びメッシュデータ等は、例えばネットワーク等を介して流通して取り引きの対象となり得、また、表示装置に表示されたり印刷されて、利用者に提示されることもあり得る。

ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、メモリカード等の着脱可能な記録媒体、及び、ハードディスク、半導体メモリ等の固定記録媒体等であり、特に限定されるものではない。

本発明は、ＣＡＤデータを用いて行う構造解析や流体解析などの技術分野に広く適用することができる。本発明によって、メッシュ作成条件を容易に再利用することができ、また異なる複数の形状に対してメッシュ作成条件を揃えることができるので、解析結果の比較検討を精度良く行うことが可能になり、解析業務の高精度化に寄与することができその産業的利用価値は極めて高い。

本発明の実施の形態１における三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。 形状データ５により特定される所定の物体の形状を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３次元により表記された仮想空間上において模式的に表した図である。 図３（ａ）は本発明の実施の形態１の形状データ５の一例を、図３（ｂ）は本発明の実施の形態１の注記データ６の一例を、図３（ｃ）は本発明の実施の形態１の材質データ７の一例を、図３（ｄ）は従来のメッシュ作成条件データ８７の一例を、図３（ｅ）は本発明の実施の形態１のメッシュ作成条件データ４の一例を示す図である。 図１に示す三次元モデルに基づいて、メッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置の概要を示す図である。 メッシュデータ作成装置２０によるメッシュデータを作成する処理の手順を示す図である。 本発明の実施の形態１における三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。 形状データ５により特定される所定の物体の形状を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３次元により表記された仮想空間上において模式的に表した図である。 図８（ａ）は従来のメッシュ作成条件データの一例を示し、図８（ｂ）は本発明の実施の形態２のメッシュ作成条件データ３４の一例を示す図である。 図６に示す三次元モデルに基づいて、メッシュデータを作成するメッシュデータ作成装置の概要を示す図である。 メッシュデータ作成装置７０によるメッシュデータを作成する処理の手順を示す図である。 従来の三次元モデルのデータ構造の概要を示す図である。 特許文献１に記載された三次元モデルのデータ構造の概念図である。

符号の説明

１ 三次元モデルデータ
２ メッシュデータ
３ 三次元ＣＡＤデータ
４ メッシュ作成条件データ
５ 形状データ
６ 注記データ
７ 材質データ
１０ 物体
１１ 直方体
１２ 直方体
１３ 小空間
１４ 小空間
２０ メッシュデータ作成装置
２１ データ入手部
２２ 入力部
２３ 記憶部
２４ 表示部
２５ 演算制御部
３１ 三次元モデルデータ
３２ メッシュデータ
３３ 三次元ＣＡＤデータ
３４ メッシュ作成条件データ
４０ 物体
４１ 直方体
４２ 直方体
４３〜５１ エッジ
５２〜６０ エッジ
７０ メッシュデータ作成装置
７１ データ入手部
７２ 入力部
７３ 記憶部
７４ 表示部
７５ 演算制御部
８１ 三次元ＣＡＤデータ
８２ 解析モデルデータ
８３ メッシュデータ
８４ 形状データ
８５ 注記データ
８６ 材質データ
８７ メッシュ作成条件データ
９０ モデル
９１ 形状データ
９２ 二次元付属データ
９３ 三次元付属データ
９４ 三次元プレーンデータ

Claims (8)

1. 三次元モデルデータであって、
   ＣＡＤ装置により作成され、当該ＣＡＤ装置により変更することができるＣＡＤデータと、
   メッシュデータ作成装置により前記ＣＡＤデータに基づいて作成されるメッシュデータの作成条件を定義する条件データと
   を含むことを特徴とする三次元モデルデータ。
2. 前記ＣＡＤデータは、所定の物体の形状を表わす形状データを含み、
   前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は、前記所定の物体を含む仮想有限空間を分割した複数の小空間毎に定義されていること
   を特徴とする請求項１に記載の三次元モデルデータ。
3. 前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件はそれぞれ、対応する小空間を表す前記仮想有限空間における座標値に関係付けて定義されていること
   を特徴とする請求項２に記載の三次元モデルデータ。
4. 前記ＣＡＤデータは、複数の形状要素の値によって所定の物体の形状を表わす形状データを含み、
   前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は、前記形状要素の値の大きさに対して定義されていること
   を特徴とする請求項１に記載の三次元モデルデータ。
5. 前記形状要素には複数の種類があり、
   前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件は、前記形状要素の種類別に定義されていること
   を特徴とする請求項４に記載の三次元モデルデータ。
6. 前記条件データにおける前記メッシュデータの作成条件が定義されている形状要素の種類のうちの少なくとも１つは、エッジ、サーフェス、及びボリュームの何れかであること
   を特徴とする請求項５に記載の三次元モデルデータ。
7. 前記ＣＡＤデータは、さらに、
   注記事項を示すデータである注記データと、
   原材料を示すデータである材質データとを含むこと
   を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元モデルデータ。
8. 請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元モデルデータに基づいて、メッシュデータを作成すること
   を特徴とするメッシュデータ作成装置。

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