JP2008165804A - 流れのシミュレーション計算方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による計算方法は、対象領域をキューブと呼称される計算単位領域に分割し、それぞれのキューブに等しい数の直交格子要素であるセルを生成し、各計算ステップにおいて、複数のキューブ内の計算を並列に行い、各計算ステップ終了後に、隣接するキューブの間で境界情報を交換する。前記対象領域をキューブに分割する際に、隣接するキューブのサイズの比が所定値以下であるようにしながら、所望の計算精度が得られるように、前記物体と前記流体との境界を含むキューブが十分に小さくなるまで分割を繰り返す。その結果、前記物体の形状に合わせてキューブのサイズが適切に定められる。
【選択図】図4
Description
本実施形態において、格子生成は2段階で行われる。第1の段階は、図3に示されるように、流れの場を満たす種々のサイズのキューブを生成することである。第2の段階は、物体の近くに位置するキューブ内にセルを要素とする直交格子を生成することである。
1)親キューブおよび子キューブへのポインタ
2)キューブの系図
3)キューブの分割レベル
4)セルについての物体情報
4)のセルについての物体情報は、既に説明した。1)乃至3)の情報がキューブの境界情報に対応する。キューブの境界情報は、図1のステップS01030において、所定のキューブと該キューブに隣接するキューブとの間で、情報の交換を行う際に、隣接するキューブを見つけるために使用される。
図11は、本実施形態におけるサブ・グリッドの生成方法を示す流れ図である。図11の流れ図は、図2のステップS02100におけるサブ・グリッドの生成方法の詳細を示すものである。
流体計算について以下に説明する。
図14は、本実施形態におけるキューブのサイズ調整方法を示す流れ図である。図14の流れ図は、図1のステップS01050およびステップS01060におけるキューブのサイズ調整方法の詳細を示すものである。
図15は、本発明の一実施形態によるシミュレーション計算システムの構成を示す図である。
Claims (11)
- 物体の周りの流体の流れのシミュレーション計算方法であり、
対象領域を、キューブと呼称される複数の計算単位領域に分割し、
それぞれのキューブに、等しい数のセルと呼称される直交格子要素を生成し、
各計算ステップにおいて、複数のキューブ内の計算を行い、
各計算ステップ終了後に、隣接するキューブの間で境界情報を交換する方法であって、
前記対象領域をキューブに分割する際に、隣接するキューブのサイズの比が所定の範囲であるようにしながら、所望の分解能が得られるように、前記物体と前記流体との境界を含むキューブが十分に小さくなるまで分割を繰り返して、前記物体の形状に合わせてキューブのサイズを適切に定めるシミュレーション計算方法。 - キューブの分割の回数をツリー構造のレベルと対応させて、キューブの集合を該ツリー構造の最も下位のレベルの要素であるリーフによって表現し、該ツリー構造を使用して、所定のキューブに隣接するキューブを見出して、該所定のキューブと該所定のキューブに隣接するキューブとの間で情報を交換するように構成した請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 隣接するキューブは、ツリー構造において同じレベルか隣接レベルであるように構成した請求項2に記載のシミュレーション計算方法。
- キューブが、前記ツリー構造に関し、親および子へのポインタと、系図と、レベルとのデータを有し、該キューブのセルに関し、前記物体の有無のデータを有するように構成した請求項2に記載のシミュレーション計算方法。
- 前記物体の有無のデータを、ラン・レングス・データとして記憶するように構成した請求項4に記載のシミュレーション計算方法。
- 分割の際にキューブが、Nを1、2または3として2N個の均等サイズのキューブに分割される請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 前記対象領域が3次元の領域であり、キューブが立方体または直方体である請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 所定数の計算ステップを実行した後に、キューブの適応パラメータに基づいて、該キューブのサイズが適切であるかどうか評価し、適切でない場合には該キューブのサイズを変更するように構成した請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 前記物体と前記流体との境界を含むキューブ内の前記境界の近傍に、前記境界の近傍の計算精度を向上させるように、セルとは別に、セルよりも細かな間隔でサブ・グリッドを設けるように構成した請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 計算の負荷を、単一のキューブの計算を単位として複数のプロセッサに分散させるように構成した請求項1に記載のシミュレーション計算方法。
- 物体の周りの流体の流れのシミュレーション計算を行うシステムであって、
対象領域を、キューブと呼称される複数の計算単位領域に分割し、それぞれのキューブに、等しい数のセルと呼称される直交格子要素を生成する格子生成部と、
各計算ステップにおいて、複数のキューブ内の計算を並列に行い、各計算ステップ終了後に、隣接するキューブの間で境界情報を交換する演算部と、
シミュレーション計算の制御を行う計算制御部と、を備え、
前記格子生成部が、前記対象領域をキューブに分割する際に、隣接するキューブのサイズの比が所定値以下であるようにしながら、所望の計算精度が得られるように、前記物体と前記流体との境界を含むキューブが十分に小さくなるまで分割を繰り返して、前記物体の形状に合わせてキューブのサイズを適切に定める物体の周りの流体の流れのシミュレーション計算を行うシステム。
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