JP2010262497A - Apparatus for support of layout plan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物、設備機器、家具などの配置計画の作成を支援するための配置計画支援装置に関する。 The present invention relates to an arrangement plan support apparatus for supporting creation of an arrangement plan for buildings, equipment, furniture, and the like.
建物、設備機器、家具など(以下、「計画対象物」という。)の配置計画を立案するにあたり、ディスプレイやスクリーン等の画面に表示した計画対象物の立体形状オブジェクトを画面上において移動等させ、配置計画の代替案をリアルタイムで画面上に提示することで、関係者の合意形成を図る手法が知られている(特許文献1参照)。このような手法を利用すれば、関係者ごとに関心事や立場が異なるような場合であっても、代替案のイメージを共有しながら議論を進めることができるので、合意形成に要する手間や時間を大幅に削減することが可能になる。 When planning an arrangement plan for buildings, equipment, furniture, etc. (hereinafter referred to as “planned objects”), the three-dimensional object of the planned object displayed on the screen such as a display or screen is moved on the screen, etc. There has been known a method for forming an agreement among related parties by presenting an alternative plan of an arrangement plan on a screen in real time (see Patent Document 1). By using this method, it is possible to proceed with discussions while sharing the image of alternatives even if the interests and positions differ among the parties concerned. Can be significantly reduced.
近年では、利便性や機能性といった要素に加えて、計画対象物が周辺環境に及ぼす影響(例えば、計画対象物の存在が気流や気温に及ぼす影響など)を考慮して配置計画を立案する場合がある。 In recent years, in addition to factors such as convenience and functionality, when planning an arrangement considering the influence of the planning object on the surrounding environment (for example, the influence of the existence of the planning object on airflow and temperature, etc.) There is.
計画対象物の存在が周辺環境に与える影響を定量的かつ客観的に把握するためには、計画対象物の配置計画に対応した数値解析用の解析モデルを作成し、コンピュータによるシミュレーション(数値解析)を行うのが好適であるが、解析モデルの作成や演算に時間が掛かるという問題がある。特に、前記した合意形成の手法では、関係者が一同に会し、配置計画そのものを修正しながら合意形成を図ることになるところ、配置計画が修正された場合には、解析モデルを作成し直し、改めてシミュレーションを行う必要があるので、合意形成の場でシミュレーション結果を迅速に提示することは極めて困難であり、したがって、シミュレーション結果が得られるまで合意形成の議論を停止せざるを得ない。多くの場合、日を改めて議論を再開することになるが、これでは迅速な合意形成を図ることができない。 In order to quantitatively and objectively grasp the influence of the existence of the planning object on the surrounding environment, an analysis model for numerical analysis corresponding to the arrangement plan of the planning object is created, and simulation by computer (numerical analysis) However, there is a problem that it takes time to create and calculate an analysis model. In particular, with the consensus building method described above, the parties concerned meet together to make consensus building while correcting the placement plan itself. If the placement plan is revised, the analysis model is recreated. Since it is necessary to perform another simulation, it is extremely difficult to promptly present the simulation result in the consensus building place. Therefore, the consensus discussion must be stopped until the simulation result is obtained. In many cases, discussions will be resumed at a later date, but this will not allow for quick consensus building.
このような観点から、本発明は、計画対象物の配置計画の作成を支援するための配置計画支援装置であって、周辺環境に与える影響を考慮した配置計画を簡易迅速に立案できるようにする配置計画支援装置を提供することを課題とする。 From this point of view, the present invention is an arrangement plan support apparatus for supporting the creation of an arrangement plan for an object to be planned, and makes it possible to easily and quickly make an arrangement plan in consideration of the influence on the surrounding environment. It is an object to provide an arrangement planning support device.
前記課題を解決する本発明は、計画対象物の立体形状オブジェクトを画面に表示する画像表示手段と、画面上において前記立体形状オブジェクトを移動させるためのポインティングデバイスと、画面上に表示された前記立体形状オブジェクトの位置および向きを反映した数値解析用の三次元解析モデルを作成する解析モデル作成手段と、前記三次元解析モデルを使用して、前記計画対象物が周辺環境に及ぼす影響をシミュレーションする解析手段と、を具備する配置計画支援装置であって、前記解析モデル作成手段は、前記立体形状オブジェクトを内包する三次元解析領域に直交メッシュを形成するとともに、直方体セルの集合体を前記立体形状オブジェクトのモデルとすることで、前記三次元解析モデルを作成する、ことを特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems includes an image display means for displaying a three-dimensional object of a planning object on a screen, a pointing device for moving the three-dimensional object on the screen, and the three-dimensional object displayed on the screen. Analysis model creation means for creating a three-dimensional analysis model for numerical analysis reflecting the position and orientation of the shape object, and analysis for simulating the influence of the planning object on the surrounding environment using the three-dimensional analysis model And the analysis model creating means forms an orthogonal mesh in a three-dimensional analysis region containing the three-dimensional shape object, and converts an assembly of rectangular parallelepiped cells into the three-dimensional shape object. The three-dimensional analysis model is created by using the above model.
「計画対象物」とは、建物、設備機器、家具など、配置計画の対象となっている物体を意味し、「立体形状オブジェクト」とは、3次元の座標データを利用してコンピュータに抽画させたオブジェクト(コンピュータグラフィック)を意味する。
「画像表示手段」には、各種ディスプレイのみならず、映写機(プロジェクタ)も含まれる。
「ポインティングデバイス」には、例えば、マウス、ジョイスティック、キーボード、フォースフィードバックデバイス(反力デバイス)、などが含まれる。
“Planned object” means an object that is the object of the arrangement plan, such as a building, equipment, furniture, etc., and “three-dimensional object” is drawn on a computer using three-dimensional coordinate data Means an object (computer graphic).
The “image display means” includes not only various displays but also a projector.
Examples of the “pointing device” include a mouse, a joystick, a keyboard, a force feedback device (reaction force device), and the like.
「計画対象物が周辺環境に及ぼす影響」は、適宜な解析手法によりシミュレーションすればよいが、例えば、「計画対象物周囲の気流や水流の変化」により「計画対象物が周辺環境に及ぼす影響」を評価する場合であれば、流体解析(CFD解析)によりシミュレーションすることが望ましい。 The “influence of the planning object on the surrounding environment” may be simulated by an appropriate analysis method. For example, “the influence of the planning object on the surrounding environment” by “change in airflow and water flow around the planning object” When evaluating the above, it is desirable to perform simulation by fluid analysis (CFD analysis).
本発明によれば、画面上に表示された立体形状オブジェクトの位置等を反映した三次元解析モデルが作成されるとともに、当該三次元解析モデルを使用したシミュレーションが行われ、かつ、シミュレーション結果を含む画像が画面に表示されるようになる。特に、本発明では、立体形状オブジェクトの解析モデルを直方体セルの集合体で表現するので、モデル化に要する時間とシミュレーションに要する時間とが軽減されるようになる。つまり、本発明によれば、画面上に表示された配置計画案(代替案)について、周辺環境に与える影響を即座にシミュレーションすることが可能となり、その結果をほぼリアルタイムで提示することが可能になるので、周辺環境に与える影響を考慮した配置計画を簡易迅速に立案できるようになる。 According to the present invention, a three-dimensional analysis model reflecting the position and the like of a three-dimensional object displayed on the screen is created, a simulation using the three-dimensional analysis model is performed, and the simulation result is included. The image will be displayed on the screen. In particular, according to the present invention, the analysis model of the three-dimensional object is expressed by a collection of rectangular parallelepiped cells, so that the time required for modeling and the time required for simulation are reduced. That is, according to the present invention, it is possible to immediately simulate the influence on the surrounding environment of the arrangement plan (alternative) displayed on the screen, and the result can be presented almost in real time. As a result, an arrangement plan that considers the influence on the surrounding environment can be easily and quickly made.
本発明に係る配置計画支援装置に、前記直交メッシュの作成ルール(例えば、最小メッシュ間隔、最大メッシュ間隔、X方向目標メッシュ数、Y方向目標メッシュ数、Z方向目標メッシュ数など)およびシミュレーションの解析条件(例えば、各種初期条件、解析時間間隔、サイクル数)を記憶する記憶手段を具備させてもよい。この場合には、前記解析モデル作成手段に、前記記憶手段から前記作成ルールを読み出す機能と、前記作成ルールに従って前記三次元解析モデルを作成する機能とを具備させるとともに、前記解析手段に、前記記憶手段から前記解析条件を読み出す機能と、前記計画対象物が周辺環境に及ぼす影響を前記解析条件に従ってシミュレーションする機能を具備させるとよい。 In the arrangement plan support apparatus according to the present invention, the orthogonal mesh creation rule (for example, minimum mesh interval, maximum mesh interval, X direction target mesh number, Y direction target mesh number, Z direction target mesh number, etc.) and simulation analysis You may provide the memory | storage means to memorize | store conditions (for example, various initial conditions, an analysis time interval, the number of cycles). In this case, the analysis model creation unit has a function of reading the creation rule from the storage unit and a function of creating the three-dimensional analysis model according to the creation rule, and the analysis unit stores the storage It is preferable to provide a function of reading the analysis condition from the means and a function of simulating the influence of the planning object on the surrounding environment according to the analysis condition.
直交メッシュの作成ルールやシミュレーションの解析条件を予め規定しておけば、配置計画支援装置の使用者に煩雑な操作を強いることなく、画面上に表示された配置計画案に対するシミュレーションを速やかに実行することが可能になる。 If the rules for creating the orthogonal mesh and the analysis conditions for the simulation are specified in advance, the simulation of the layout plan displayed on the screen can be executed quickly without forcing the user of the layout plan support device to perform complicated operations. It becomes possible.
本発明によれば、周辺環境に与える影響を考慮した配置計画を簡易迅速に立案できるようになる。 According to the present invention, an arrangement plan that takes into consideration the influence on the surrounding environment can be made easily and quickly.
本発明の実施形態に係る配置計画支援装置100は、建物(計画対象物)の配置計画を立案する際に使用されるものであり、建物の擬似モデルである立体形状オブジェクトT1〜T3を画面に表示する機能、立体形状オブジェクトT1〜T3を画面上において移動等させる機能、画面上に表示された立体形状オブジェクトT1〜T3の位置および向きを反映した数値解析用の三次元解析モデルを作成する機能、三次元解析モデルを用いて風の流れをシミュレーションする機能などを具備している。
The arrangement plan support
本実施形態の配置計画支援装置100は、図1に示すように、コンピュータCと、画像表示手段Gと、ポインティングデバイスPとを具備している。
As shown in FIG. 1, the arrangement plan support
コンピュータCは、演算処理手段1、抽画処理手段2、記憶手段3などのほか、各種インタフェイスを備えている。 The computer C includes various interfaces in addition to the arithmetic processing means 1, the drawing processing means 2, the storage means 3, and the like.
演算処理手段1は、演算処理を行うMPU(マイクロプロセッサ)などを含んで構成されていて、記憶手段3に記憶された各種プログラムとデータを読み込み、MPUで演算することで、オブジェクト作成手段11、解析領域設定手段12、解析モデル作成手段13、ソルバー入力ファイル作成手段14、解析手段15などとして機能するようになる。
The arithmetic processing means 1 includes an MPU (microprocessor) that performs arithmetic processing. The arithmetic processing means 1 reads various programs and data stored in the storage means 3 and performs arithmetic operations on the MPU, whereby the
オブジェクト作成手段11は、立体形状オブジェクトT1〜T3の形状や境界条件を定義するためのエディタである。オブジェクト作成手段11は、図示は省略するが、立体形状オブジェクトT1〜T3の形状に関するデータ(例えば、平面形状、立面形状、寸法など)の入力を促す画面を表示するとともに、立体形状オブジェクトT1〜T3の境界条件に関するデータ(例えば、立体形状オブジェクトT1〜T3の表面の摩擦係数、温度、透過率など)の入力を促す画面を表示し、キーボード等の入力手段(図示略)を介して入力されたデータを後記するオブジェクトデータファイル31に格納する。
The object creation means 11 is an editor for defining the shapes and boundary conditions of the three-dimensional shape objects T1 to T3. Although not shown, the object creation means 11 displays a screen that prompts input of data related to the shapes of the three-dimensional objects T1 to T3 (for example, a planar shape, an elevation shape, dimensions, etc.), and the three-dimensional objects T1 to T1. A screen that prompts the user to input data related to the boundary condition of T3 (for example, the friction coefficient, temperature, and transmittance of the surfaces of the three-dimensional objects T1 to T3) is displayed and input via an input means (not shown) such as a keyboard. The stored data is stored in an
解析領域設定手段12は、三次元解析領域Rの形状や境界条件を定義するためのエディタである。なお、三次元解析領域Rは、影響評価を行うべき空間の擬似モデルであり、立体形状オブジェクトTを内包するように設定される。本実施形態の三次元解析領域Rは、直方体形状を呈している。解析領域設定手段12は、図示は省略するが、三次元解析領域Rの形状に関するデータ(例えば、平面形状、立面形状、寸法など)の入力を促す画面を表示するとともに、三次元解析領域Rを取り囲む境界面に設定すべき境界条件に関するデータ(例えば、摩擦係数、温度、透過率など)の入力を促す画面を表示し、キーボード等の入力手段(図示略)を介して入力されたデータを後記する領域データファイル32に格納する。
The analysis region setting means 12 is an editor for defining the shape and boundary conditions of the three-dimensional analysis region R. Note that the three-dimensional analysis region R is a pseudo model of a space in which the impact evaluation is to be performed, and is set so as to include the three-dimensional object T. The three-dimensional analysis region R of the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape. Although not shown, the analysis
解析モデル作成手段13は、画面上に表示された立体形状オブジェクトT1〜T3の位置および向きを反映した数値解析用の三次元解析モデルを作成する。本実施形態の解析モデル作成手段13は、三次元解析領域Rに直交メッシュを形成するとともに、直方体セルの集合体(複数の直方体セルの集まり)を立体形状オブジェクトTの解析モデルとすることで、三次元解析モデルを作成する。 The analysis model creation means 13 creates a three-dimensional analysis model for numerical analysis reflecting the positions and orientations of the three-dimensional objects T1 to T3 displayed on the screen. The analysis model creation means 13 of the present embodiment forms an orthogonal mesh in the three-dimensional analysis region R, and uses a collection of rectangular parallelepiped cells (a collection of a plurality of rectangular parallelepiped cells) as an analysis model of the three-dimensional object T. Create a 3D analysis model.
ソルバー入力ファイル作成手段14は、解析モデル作成手段13で作成した三次元解析モデルを、解析手段15で使用可能なデータ形式に変換し、ソルバー入力ファイル34を作成する。
The solver input file creation means 14 converts the three-dimensional analysis model created by the analysis model creation means 13 into a data format that can be used by the analysis means 15 and creates a
解析手段15は、解析モデル作成手段13で作成された三次元解析モデルを使用して、計画対象物が周辺環境に及ぼす影響を時刻暦解析によりシミュレーションする。本実施形態の解析手段15は、流体解析(CFD解析)により気流の変化をシミュレーションし、その結果(例えば、各節点における風速、風向、風圧、温度など)を結果ファイル35に出力する。
The
抽画処理手段2は、演算処理手段1から受けた抽画指令に基づいて画像表示手段Gで表示すべき画像データを生成するGPU(グラフィックチップ)と、生成された画像データを保持するVRAM(ビデオメモリ)とを備えている。本実施形態の抽画処理手段2は、視点(カメラ位置)に関する情報と、オブジェクトデータファイル31と、領域デーファイル32とを記憶手段3から読み出し、立体形状オブジェクトT1〜T3や三次元解析領域Rを指定された視点から視認した様子を画面表示するための二次元データを生成するとともに、当該二次元データに基づいて、立体形状オブジェクトT1〜T3や三次元解析領域Rの画像データを生成する。また、抽画処理手段2は、記憶手段3から結果ファイル35を読み出し、シミュレーション結果を画面表示するための二次元データを生成するとともに、二次元データに基づいてベクトル、コンター図、パーティクルなどの画像データを生成する。
The drawing processing means 2 includes a GPU (graphic chip) that generates image data to be displayed on the image display means G based on the drawing command received from the arithmetic processing means 1, and a VRAM (VRAM that holds the generated image data). Video memory). The drawing processing means 2 of the present embodiment reads information on the viewpoint (camera position), the
記憶手段3は、各種プログラムやデータを記憶するものであり、RAM、ROM、ハードディスクなどにより構成されている。記憶手段3には、演算処理手段1を解析モデル作成手段13や解析手段15などとして機能させるための各種プログラムのほか、オブジェクトデータファイル31、領域データファイル32、初期設定ファイル33、ソルバー入力ファイル34、結果ファイル35などが記憶される。
The storage unit 3 stores various programs and data, and includes a RAM, a ROM, a hard disk, and the like. The storage means 3 includes various programs for causing the arithmetic processing means 1 to function as the analysis model creation means 13 and the analysis means 15 as well as an
オブジェクトデータファイル31には、立体形状オブジェクトT1〜T3の形状に関するデータ(例えば、平面形状、立面形状、寸法、3次元の座標データなど)、立体形状オブジェクトT1〜T3の表面に設定すべき境界条件に関するデータ(例えば、摩擦係数、温度、透過率など)、立体形状オブジェクトT1〜T3を抽画する際に必要となるデータ(例えば、色など)といった情報が格納されている。 The object data file 31 includes data relating to the shapes of the three-dimensional objects T1 to T3 (for example, planar shape, elevation shape, dimensions, three-dimensional coordinate data, etc.), and boundaries to be set on the surfaces of the three-dimensional objects T1 to T3. Information such as data relating to conditions (for example, friction coefficient, temperature, transmittance, etc.) and data (for example, color) necessary for drawing the three-dimensional objects T1 to T3 are stored.
領域データファイル32には、三次元解析領域Rの形状に関するデータ(例えば、平面形状、立面形状、寸法、3次元の座標データなど)、三次元解析領域Rを取り囲む境界面に設定すべき境界条件に関するデータ(例えば、摩擦係数、温度、透過率など)、三次元境界領域Rを抽画する際に必要となるデータ(例えば、色など)といった情報が格納されている。 The area data file 32 includes data relating to the shape of the three-dimensional analysis region R (for example, a planar shape, an elevation shape, dimensions, three-dimensional coordinate data, etc.), and a boundary to be set on a boundary surface surrounding the three-dimensional analysis region R. Information such as data related to conditions (for example, friction coefficient, temperature, transmittance, etc.) and data (for example, color) necessary for drawing the three-dimensional boundary region R are stored.
初期設定ファイル33には、三次元解析モデルの作成ルールに関するデータ(例えば、最小メッシュ間隔dmin、最大メッシュ間隔dmax、最大分割数Nmax、X方向目標メッシュ数、Y方向目標メッシュ数、Z方向目標メッシュ数など)、シミュレーションの解析条件に関するデータ(例えば、風速、風の温度、初期温度、解析時間間隔、サイクル数)といった情報が格納されている。
The
画像表示手段Gは、抽画処理手段2から出力された画像データに基づいて画像を表示するものであり、適宜なインタフェイスを介してコンピュータCと接続されている。本実施形態の画像表示手段Gは、スクリーン(画面)に画像を投影するプロジェクタからなる。 The image display means G displays an image based on the image data output from the drawing processing means 2 and is connected to the computer C via an appropriate interface. The image display means G of the present embodiment is a projector that projects an image on a screen.
ポインティングデバイスPは、画面上において立体形状オブジェクトT1〜T3および三次元解析領域Rを移動、回転、変形させる際に使用するものであり、適宜なインタフェイスを介してコンピュータCと接続されている。ポインティングデバイスPは、画面上に表示されるポインタ(カーソル)と連動していて、画面上において各種指令をコンピュータCに入力することができる。立体形状オブジェクトT1〜T3や三次元解析領域Rを移動等させる際の操作方法は、操作者等のニーズに応じて適宜設定すればよいが、例えば、立体形状オブジェクトT1〜T3を選択した状態でドラッグ等の操作を行うことで、立体形状オブジェクトT1〜T3を任意の位置に移動等させることができる。なお、移動、回転または変形後における立体形状オブジェクトT1〜T3に関するデータは、オブジェクトデータファイル31に格納され、三次元解析領域Rに関するデータは、領域データファイル32に格納される。 The pointing device P is used when moving, rotating, and deforming the three-dimensional objects T1 to T3 and the three-dimensional analysis region R on the screen, and is connected to the computer C through an appropriate interface. The pointing device P is linked with a pointer (cursor) displayed on the screen, and can input various commands to the computer C on the screen. The operation method for moving the three-dimensional objects T1 to T3 and the three-dimensional analysis region R may be set as appropriate according to the needs of the operator or the like. For example, in a state where the three-dimensional objects T1 to T3 are selected. By performing an operation such as dragging, the three-dimensional objects T1 to T3 can be moved to an arbitrary position. Data relating to the three-dimensional objects T1 to T3 after movement, rotation or deformation is stored in the object data file 31, and data relating to the three-dimensional analysis region R is stored in the region data file 32.
次に、図2〜図7を参照して、解析モデル作成手段13の機能を具体的に説明する。
本実施形態の解析モデル作成手段13は、記憶手段3の中から直交メッシュの作成ルールを読み出し、図2のフローチャートに示すステップS1〜S10を実行することで、三次元解析モデルを作成する。
Next, the function of the analysis model creation means 13 will be described in detail with reference to FIGS.
The analysis model creation means 13 of this embodiment creates a three-dimensional analysis model by reading the orthogonal mesh creation rules from the storage means 3 and executing steps S1 to S10 shown in the flowchart of FIG.
解析モデル作成手段13は、図3に示すように、立体形状オブジェクトT1の外面上に設けた強制節点a,a,…を通る直交メッシュを作成するとともに、図3では図示を省略しているが、立体形状オブジェクトT2,T3の外面上に設けた強制節点a,a,…を通る直交メッシュを作成する(ステップS1)。すなわち、解析モデル作成手段13は、複数の強制節点a,a,…のそれぞれにおいて強制節点aを通る三つの平面(X軸を法線とする平面、Y軸を法線とする平面、Z軸を法線とする平面)を形成することで、直方体形状の三次元解析領域Rを複数の直方体セルに分割する。本実施形態では、立体形状オブジェクトT1〜T3の頂点を強制節点aとしているが、頂点以外に強制節点を設定しても勿論差し支えない。なお、図4は、ステップS1を経た後の三次元解析領域の底面を上から見た図であり、図中に示した線分y1は、X軸を法線とする平面と底面との交線であり、線分x1は、Y軸を法線とする平面と底面との交線である。 As shown in FIG. 3, the analysis model creation means 13 creates an orthogonal mesh that passes through the forced nodes a, a,... Provided on the outer surface of the three-dimensional object T1, and is not shown in FIG. The orthogonal meshes passing through the forced nodes a, a,... Provided on the outer surfaces of the three-dimensional objects T2, T3 are created (step S1). In other words, the analysis model creating means 13 has three planes passing through the forced node a at each of the plurality of forced nodes a, a,. Is formed as a normal line), the rectangular parallelepiped three-dimensional analysis region R is divided into a plurality of rectangular parallelepiped cells. In the present embodiment, the vertices of the three-dimensional objects T1 to T3 are set as the forced nodes a, but it is needless to say that forced nodes other than the vertices may be set. FIG. 4 is a view of the bottom surface of the three-dimensional analysis region after passing through step S1, and the line segment y1 shown in the drawing is an intersection of the plane and the bottom surface with the X axis as a normal line. The line segment x1 is a line of intersection between a plane and a bottom surface normal to the Y axis.
続いて、解析モデル作成手段13は、初期設定ファイル33に定義されている最大メッシュ間隔dmaxを読み出したうえで、ステップS1で作成した複数の直方体セルのそれぞれについて、直方体セルの各辺の長さ寸法が最大メッシュ間隔dmax以下になっているか否かを判定する(ステップS2)。すなわち、解析モデル作成手段13は、直方体セルのX軸方向の長さ寸法、Y軸方向の長さ寸法およびZ軸方向の長さ寸法のそれぞれについて、最大メッシュ間隔dmax以下の寸法であるか否かを判定する。
Subsequently, the analysis model creation means 13 reads the maximum mesh interval d max defined in the
ステップS2において「No」と判定された場合には、ステップS3に進み、最大メッシュ間隔dmaxよりも大きい辺が含まれている直方体セル群(図4においてハッチングを付した直方体セル群)を、最大メッシュ間隔dmaxよりも大きいと判定された辺に直交する面で分割する。本実施形態では、最大メッシュ間隔dmaxよりも大きい辺を2等分することで、各直方体セルを2つに分割する(図5に示す線分y2)。なお、図示は省略するが、最大メッシュ間隔dmaxよりも大きい辺をn等分しても差し支えない。 If it is determined as “No” in step S2, the process proceeds to step S3, and a rectangular parallelepiped cell group (a rectangular parallelepiped cell group hatched in FIG. 4) including a side larger than the maximum mesh interval d max is included. The division is performed on a plane orthogonal to the side determined to be larger than the maximum mesh interval d max . In this embodiment, each rectangular parallelepiped cell is divided into two by dividing a side larger than the maximum mesh interval d max into two (a line segment y2 shown in FIG. 5). Although not shown, there is no obstacle to the free n aliquoted larger side than the maximum mesh distance d max.
ステップS2において「Yes」と判定された場合には、メッシュの分割数N(直方体セルの個数)をカウントし、分割数Nが最大分割数Nmaxを超えたか否かを判定する(ステップS4)。 If “Yes” is determined in step S2, the mesh division number N (the number of rectangular parallelepiped cells) is counted, and it is determined whether or not the division number N exceeds the maximum division number N max (step S4). .
分割数Nが最大分割数Nmaxを超えていない(No)と判定されたならば、強制頂点aを通る平面の両側に新たな直交メッシュを追加する(ステップS5)。追加する直交メッシュのメッシュ間隔は、初期設定ファイル33に定義されている最小メッシュ間隔dminとする。図5において、ハッチングを付した位置の直方体セル群が、ステップS5により新たに作成された直方体セル群である。
If it is determined that the division number N does not exceed the maximum division number N max (No), new orthogonal meshes are added to both sides of the plane passing through the forced vertex a (step S5). The mesh interval of the orthogonal mesh to be added is set to the minimum mesh interval d min defined in the
続いて、解析モデル作成13は、ステップS5を経た後におけるメッシュの分割数N(直方体セルの個数)をカウントし、分割数Nが最大分割数Nmaxを超えたか否かを判定する(ステップS6)。 Subsequently, the analysis model creation 13 counts the mesh division number N (the number of rectangular parallelepiped cells) after step S5, and determines whether the division number N exceeds the maximum division number Nmax (step S6). ).
分割数Nが最大分割数Nmaxを超えていない(No)と判定されたならば、予め規定したルールに従って、ステップS5までに作成された直方体セルを分割する(ステップS7)。ステップS7における分割のルールに制限はないが、例えば、最小メッシュ間隔dminの2倍よりも大きいX軸方向(またはY軸方向)の辺が含まれている直方体セル群を抽出し、最も大きいX軸方向(またはY軸方向)の辺を有する直方体セル群を、X軸(またはY軸)に直交する面で2等分する方法や、最小メッシュ間隔dminの2倍よりも大きいZ軸方向の辺が含まれている直方体セル群を抽出し、そのうちの最下層に位置する直方体セル群を、Z軸に直交する面で2等分する方法などがある。 If it is determined that the division number N does not exceed the maximum division number N max (No), the rectangular parallelepiped cells created up to step S5 are divided according to a predetermined rule (step S7). There is no limitation on the division rule in step S7, but, for example, a rectangular parallelepiped cell group including a side in the X-axis direction (or Y-axis direction) that is larger than twice the minimum mesh interval d min is extracted and is the largest. A method of dividing a rectangular parallelepiped cell group having sides in the X-axis direction (or Y-axis direction) into two equal parts on a plane orthogonal to the X-axis (or Y-axis), or a Z-axis larger than twice the minimum mesh interval d min There is a method of extracting a rectangular parallelepiped cell group including a direction edge and dividing a rectangular parallelepiped cell group located in the lowermost layer into two equal parts by a plane orthogonal to the Z axis.
ステップS4またはステップS6において、分割数Nが最大分割数Nmaxを超えた(Yes)と判定されたならば、ステップS1〜S7で形成された複数の直方体セルの中から、立体形状オブジェクトT1〜T3に対応する直方体セルを抽出する(ステップS8)。本実施形態の解析モデル作成手段13は、直方体セルの中心点(重心点)が立体形状オブジェクトT1〜T3の表面(輪郭面)よりも内側に位置しているか否かを判定し、中心点(重心点)が立体形状オブジェクトT1〜T3の表面よりも内側に位置している直方体セル(図6においてハッチングを付した位置の直方体セル)を、立体形状オブジェクトT1〜T3に対応する直方体セルとして抽出する。 If it is determined in step S4 or step S6 that the division number N exceeds the maximum division number Nmax (Yes), the three-dimensional objects T1 to T3 are selected from the plurality of rectangular parallelepiped cells formed in steps S1 to S7. A rectangular parallelepiped cell corresponding to T3 is extracted (step S8). The analysis model creation means 13 of this embodiment determines whether or not the center point (centroid point) of the rectangular parallelepiped cell is located inside the surface (contour surface) of the three-dimensional objects T1 to T3. A rectangular parallelepiped cell (a cuboid cell at a hatched position in FIG. 6) in which the center of gravity point) is located inside the surface of the three-dimensional object T1 to T3 is extracted as a rectangular parallelepiped cell corresponding to the three-dimensional object T1 to T3. To do.
次に、解析モデル作成手段13は、オブジェクトデータファイル31の中から、立体形状オブジェクトT1〜T3の表面に設定すべき境界条件に関するデータ(例えば、摩擦係数、温度、透過率など)を読み出し、読み出したデータに基づいて、直方体セルの集合体T1’〜T3’の外面に境界条件を付与する。 Next, the analysis model creation means 13 reads out and reads out from the object data file 31 data relating to boundary conditions to be set on the surfaces of the three-dimensional objects T1 to T3 (for example, friction coefficient, temperature, transmittance, etc.). Based on the obtained data, boundary conditions are given to the outer surfaces of the aggregates T1 ′ to T3 ′ of the rectangular parallelepiped cells.
ステップS8,S9を経ると、立体形状オブジェクトT1〜T3のそれぞれが、図7に示すような直方体セルの集合体T1’〜T3’で表現されることになるが、集合体T1’〜T3’は、立体形状オブジェクトT1〜T3の位置および向きを反映したものとなる。 After steps S8 and S9, each of the three-dimensional objects T1 to T3 is represented by a set of rectangular parallelepiped cells T1 ′ to T3 ′ as shown in FIG. 7, but the aggregates T1 ′ to T3 ′. Reflects the position and orientation of the three-dimensional objects T1 to T3.
次に、解析モデル作成手段13は、領域データファイル32の中から、三次元解析領域Rの境界面に設定すべき境界条件に関するデータ(例えば、摩擦係数、温度、透過率など)を読み出し、読み出したデータに基づいて、三次元解析領域Rの境界面に境界条件を付与する。 Next, the analysis model creating means 13 reads out and reads out data (for example, friction coefficient, temperature, transmittance, etc.) related to boundary conditions to be set on the boundary surface of the three-dimensional analysis region R from the region data file 32. A boundary condition is given to the boundary surface of the three-dimensional analysis region R based on the obtained data.
なお、ステップS1〜S10を経ることで得られた三次元解析モデルに関するデータは、記憶手段3に記憶される。 Data relating to the three-dimensional analysis model obtained through steps S1 to S10 is stored in the storage means 3.
次に、配置計画支援装置100を使用した配置計画の立案手順を説明する。
まず、配置計画支援装置100を起動し、オブジェクト作成手段11により、立体形状オブジェクトTの基本形状(平面形状、立面形状、寸法など)や境界条件を定義する。オブジェクト作成手段11により定義された立体形状オブジェクトTに関するデータは、オブジェクトデータファイル31に格納される。なお、立体形状オブジェクトTの基本形状等を定義する作業は、関係者が一同に会する前に事前に行っておくことが望ましい。
Next, an arrangement plan planning procedure using the arrangement
First, the arrangement planning
次に、関係者が一同に会した場において、立体形状オブジェクトT1〜T3を画面に表示する。 Next, the three-dimensional objects T <b> 1 to T <b> 3 are displayed on the screen when the parties concerned meet together.
立体形状オブジェクトT1〜T3を見ながら議論を行った結果、関係者の中から代替案が提案されたならば、ポインティングデバイスPを操作し、画面上において立体形状オブジェクトT1〜T3を移動、回転、変形させる。配置計画の代替案がリアルタイムで画面上に提示されるようになるので、代替案のイメージを共有しながら議論を進めることができる。なお、移動、回転または変形後における立体形状オブジェクトT1〜T3に関するデータは、随時、オブジェクトデータファイル31に格納される。 As a result of discussion while looking at the three-dimensional objects T1 to T3, if an alternative is proposed from the parties concerned, the pointing device P is operated to move, rotate, and rotate the three-dimensional objects T1 to T3 on the screen. Deform. Since the alternative plan of the arrangement plan is presented on the screen in real time, the discussion can be advanced while sharing the image of the alternative plan. Data regarding the three-dimensional objects T1 to T3 after being moved, rotated or deformed is stored in the object data file 31 as needed.
おおよその合意形成がなされたならば、当該配置計画を実施した際に建物が周辺環境に及ぼす影響(本実施形態では気流の変化)を評価する過程に移行する。 If an approximate consensus is formed, the process proceeds to a process of evaluating the influence of the building on the surrounding environment (change in airflow in this embodiment) when the arrangement plan is implemented.
当該過程では、まず、三次元解析領域Rの形状・大きさや、三次元解析領域Rに付与すべき風の向き等を設定する。なお、本実施形態では、三次元解析領域Rの一の境界面(本実施形態では左側面)を風上としているので、風向きを変更する場合には、ポインティングデバイスPを操作し、画面上において三次元解析領域Rを回転させる。 In this process, first, the shape and size of the three-dimensional analysis region R, the direction of the wind to be applied to the three-dimensional analysis region R, and the like are set. In the present embodiment, one boundary surface (left side surface in the present embodiment) of the three-dimensional analysis region R is windward. Therefore, when the wind direction is changed, the pointing device P is operated on the screen. The three-dimensional analysis region R is rotated.
次に、ポインティングデバイスPまたは図示せぬ入力手段を介して、シミュレーション開始指令を入力する。シミュレーション開始指令を入力すると、解析モデル作成用のプログラムが演算処理手段1に読み込まれ、演算処理手段1が解析モデル作成手段13として機能する結果、立体形状オブジェクトT1〜T3の位置および向きを反映した三次元解析モデルが作成される。 Next, a simulation start command is input via the pointing device P or input means (not shown). When a simulation start command is input, a program for creating an analysis model is read into the arithmetic processing means 1, and the arithmetic processing means 1 functions as the analysis model creating means 13 and as a result reflects the positions and orientations of the three-dimensional objects T1 to T3. A three-dimensional analysis model is created.
三次元解析モデルが作成されると、ソルバー入力ファイル作成用のプログラムが演算処理手段1に読み込まれ、演算処理手段1がソルバー入力ファイル作成手段14として機能する。ソルバー入力ファイル作成手段14の働きにより、三次元解析モデルに関するデータが解析手段15で使用されるデータ形式に変換され、ソルバー入力ファイル34が作成される。ソルバー入力ファイル34は、記憶手段3に記憶される。
When the three-dimensional analysis model is created, a program for creating a solver input file is read into the arithmetic processing means 1, and the arithmetic processing means 1 functions as the solver input
ソルバー入力ファイル34が作成されると、流体解析用のプログラムが演算処理手段1に読み込まれ、演算処理手段1が解析手段15として機能するようになる。解析手段15は、記憶手段3の中から、初期設定ファイル33に格納されたシミュレーションの解析条件に関するデータ(例えば、風速、風の温度、初期温度、解析時間間隔、サイクル数)およびソルバー入力ファイル34に格納された三次元解析モデルのデータを読み込み、その後、流体解析(CFD解析)により気流の変化をシミュレーションする。
When the
解析手段15によりシミュレーションが行われると、その結果が結果ファイル35に出力される。
When the simulation is performed by the
流体解析が終了すると、抽画処理手段2によりシミュレーション結果を表すベクトル、コンター図、パーティクルなどの画像データが生成され、図8に示すように、三次元解析モデル中の集合体T1’〜T3’とともに画面に表示される。なお、図1に示す画像(立体形状オブジェクトT1〜T3)にシミュレーション結果を重畳表示してもよい。 When the fluid analysis is completed, image data such as vectors, contour diagrams, and particles representing the simulation result is generated by the drawing processing means 2, and as shown in FIG. 8, aggregates T1 ′ to T3 ′ in the three-dimensional analysis model are generated. And displayed on the screen. Note that the simulation result may be superimposed and displayed on the image (three-dimensional shape objects T1 to T3) shown in FIG.
シミュレーション結果が画面に表示されたならば、関係者による議論を再開し、代替案の妥当性などを検討する。合意形成に至らぬ場合には、ポインティングデバイスPを操作して、他の代替案を画面上に表示し、再度、三次元解析モデルの作成とシミュレーションを行えばよい。 If the simulation results are displayed on the screen, the discussion by the parties concerned will be resumed and the validity of the alternatives will be examined. If no consensus is reached, the pointing device P is operated to display other alternatives on the screen, and a three-dimensional analysis model is created and simulated again.
このように配置計画支援装置100によれば、画面上に表示された立体形状オブジェクトT1〜T3の位置等を反映した三次元解析モデルが作成されるとともに、当該三次元解析モデルを使用したシミュレーションが行われ、かつ、シミュレーション結果を含む画像が画面に表示されるようになる。
Thus, according to the arrangement
特に、配置計画支援装置100によれば、立体形状オブジェクトT1〜T3の解析モデルが直方体セルの集合体T1’〜T3’で表現されるので、モデル化に要する時間とシミュレーションに要する時間とが軽減されるようになる。つまり、配置計画支援装置100によれば、画面上に表示された配置計画案(代替案)について、周辺環境に与える影響を即座にシミュレーションすることが可能となり、その結果をほぼリアルタイムで提示することが可能になるので、周辺環境に与える影響を考慮した配置計画を簡易迅速に立案できるようになる。
In particular, according to the arrangement planning
また、配置計画支援装置100によれば、直交メッシュの作成ルールやシミュレーションの解析条件が予め規定されているので、配置計画支援装置100の使用者に煩雑な操作を強いることなく、画面上に表示された配置計画案に対するシミュレーションを速やかに実行することが可能になる。
Further, according to the arrangement
C コンピュータ
13 解析モデル作成手段
15 解析手段
3 記憶手段
G 画像表示手段
P ポインティングデバイス
T1〜T3 立体形状オブジェクト
T1’〜T3’ 直方体セルの集合体
R 三次元解析領域
C computer 13 analysis model creation means 15 analysis means 3 storage means G image display means P pointing device T1 to T3 three-dimensional object T1 'to T3' rectangular cell aggregate R three-dimensional analysis region
Claims (3)
画面上において前記立体形状オブジェクトを移動させるためのポインティングデバイスと、
画面上に表示された前記立体形状オブジェクトの位置および向きを反映した数値解析用の三次元解析モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記三次元解析モデルを使用して、前記計画対象物が周辺環境に及ぼす影響をシミュレーションする解析手段と、を具備する配置計画支援装置であって、
前記解析モデル作成手段は、前記立体形状オブジェクトを内包する三次元解析領域に直交メッシュを形成するとともに、直方体セルの集合体を前記立体形状オブジェクトの解析モデルとすることで、前記三次元解析モデルを作成する、ことを特徴とする配置計画支援装置。 Image display means for displaying a three-dimensional object of the planning object on the screen;
A pointing device for moving the three-dimensional object on the screen;
Analysis model creation means for creating a three-dimensional analysis model for numerical analysis reflecting the position and orientation of the three-dimensional object displayed on the screen;
Using the three-dimensional analysis model, an analysis means for simulating the influence of the planning object on the surrounding environment, and an arrangement planning support apparatus comprising:
The analysis model creating means forms an orthogonal mesh in a three-dimensional analysis region containing the three-dimensional shape object, and uses an aggregate of rectangular parallelepiped cells as the analysis model of the three-dimensional shape object, thereby obtaining the three-dimensional analysis model. An arrangement planning support apparatus characterized by creating.
前記解析モデル作成手段は、前記記憶手段から前記作成ルールを読み出すとともに、前記作成ルールに従って前記三次元解析モデルを作成し、
前記解析手段は、前記記憶手段から前記解析条件を読み出すとともに、前記計画対象物が周辺環境に及ぼす影響を前記解析条件に従ってシミュレーションする、ことを特徴とする請求項1に記載の配置計画支援装置。 Storage means for storing the orthogonal mesh creation rule and simulation analysis conditions;
The analysis model creation means reads the creation rule from the storage means, creates the three-dimensional analysis model according to the creation rule,
The arrangement planning support apparatus according to claim 1, wherein the analysis unit reads the analysis condition from the storage unit and simulates the influence of the planning object on the surrounding environment according to the analysis condition.
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