JP2011227594A - データ検査装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の要素の分割データの誤りを適正に検査する。
【解決手段】撮像装置１００であって、解析対象モデルがメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素の節点を各節点が少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け部６ａと、複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点の座標を取得する座標取得部６ｂと、これら少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定する誤りデータ特定部６ｃとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、解析対象のシミュレーションモデルがメッシュ状に分割された複数の要素の分割データを検査するデータ検査装置及びプログラムに関する。

従来、３次元や２次元の連続体を解析対象として、当該解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）の構造解析や音響解析等を有限要素法や境界要素法などの所定の解析手法を用いて行っている。
例えば、有限要素法では、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムなどを利用して生成された解析対象のシミュレーションモデルを、メッシュ状に区分して複数の多角形や多面体の有限要素に分割し、これらの要素間の物理的関係を数値解析する（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−５５６５６号公報

しかしながら、解析対象の形状や要素の分割データを生成するソフトウェアによっては、メッシュ状に分割された解析対象モデルにて複数の要素によって共有される一の節点として生成されるべきものが重複して複数生成されてしまうといった問題がある。この場合には、数値解析における計算誤差を生じさせて、当該数値解析の精度を向上させることが困難となり、ひいては数値解析自体を実行できなくなってしまう虞もある。

そこで、本願発明の課題は、複数の要素の分割データの誤りを適正に検査することができるデータ検査装置及びプログラムを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明のデータ検査装置は、
解析対象のシミュレーションモデル（以下、「解析対象モデル」と言う）がメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素を取得する要素取得手段と、この要素取得手段により取得された複数の要素の節点を各節点が少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段と、前記複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点の座標を取得する座標取得手段と、この座標取得手段により取得された前記少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定する特定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、
データ検査装置のコンピュータを、解析対象のシミュレーションモデル（以下、「解析対象モデル」と言う）がメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素を取得する要素取得手段、この要素取得手段により取得された複数の要素の節点を各節点が少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段、前記複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点の座標を取得する座標取得手段、この座標取得手段により取得された前記少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定する特定手段、として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の要素の分割データの誤りを適正に検査することができる。

本発明を適用した一実施形態のデータ検査装置の概略構成を示すブロック図である。 図１のデータ検査装置によるデータ検査処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。 図２のデータ検査処理に係る解析対象モデルの一例を模式的に示す図である。 図３の解析対象モデルを複数の要素に分割した状態の一例を模式的に示す図である。 図４の解析対象モデルに検査領域を設定した状態の一例を模式的に示す図である。 図５の検査領域を用いた節点の検査の一例を説明するための図である。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態のデータ検査装置１００は、解析対象モデルＭがメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素Ｅ、…の節点Pを各節点Pが少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分ける。そして、データ検査装置１００は、複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点Pの座標を取得して、これら少なくとも一の節点Pの座標に基づいて、当該節点Pの属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点P、…を解析に不適正な節点Pとして特定する。

図１は、本発明を適用した一実施形態のデータ検査装置１００の概略構成を示すブロック図である。
データ検査装置１００は、例えば、ワークステーションなどのコンピュータにより構成され、図１に示すように、中央制御部１と、メモリ２と、記憶部３と、操作入力部４と、データ取得部５と、データ検査部６と、表示部７と、表示制御部８と、外部通信部９とを備えている。

中央制御部１は、データ検査装置１００の各部を制御するものである。具体的には、中央制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；図示略）を備え、データ検査装置１００用の各種処理プログラム（図示略）に従って各種の制御動作を行う。

メモリ２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等により構成され、中央制御部１、データ取得部５、データ検査部６等によって処理されるデータ等を一時記憶する。また、メモリ２は、外部機器２００から当該データ検査装置１００に対して送信されて、外部通信部９により受信された解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍのデータを一時記憶する。

記憶部３は、例えば、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）等により構成され、中央制御部１の動作に必要な各種プログラムやデータ（図示略）を記憶している。

操作入力部４は、例えば、数値、文字等を入力するためのデータ入力キーや、データの選択、送り操作等を行うための上下左右移動キーや各種機能キー等によって構成されるキーボードやマウス等の操作部（図示略）を備え、これらの操作部の操作に応じて所定の操作信号を中央制御部１に出力する。

データ取得部５は、３次元の解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍがメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素Ｅ、…の分割データを取得する。

先ず、解析対象モデルＭについて説明する。
解析対象モデルＭとは、ＣＡＤシステムを構成する外部機器２００によって２次元若しくは３次元の連続体を解析対象として生成された当該解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍのことである。
ここで、解析対象モデルＭは、例えば、中身が詰まった中実の構造であっても良いし、中空の構造であっても良いし、当該中空の空間部自体の形状を具備するものであっても良い。また、解析対象モデルＭの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、立方体、球体、楕円体などの比較的単純な形状のものであっても良いし、これらを組み合わせてなる形状などが挙げられる。本実施形態では、例えば、図３〜図５に示すように、正面視にて鉤状、即ち、「Ｌ」字形を天地が逆になるように180°回転させた形状に形成された３次元の解析対象モデルＭを例示して説明するが、これに限られるものではなく適宜任意に変更可能である。

また、データ取得部５は、解析対象モデルＭをメッシュ状に区分して所定形状の複数の要素Ｅ、…の分割データを生成するデータ生成部５ａを具備している。
具体的には、データ生成部５ａは、先ず、メモリ２から外部機器２００により生成された３次元の解析対象モデルＭを取得する。そして、データ生成部５ａは、取得した当該解析対象モデルＭを有限要素法によりメッシュ状に区分して所定の多角形や多面体からなる複数の要素Ｅ、…に分割することにより、これら要素Ｅの分割データを生成する。例えば、データ生成部５ａは、正面視にて鉤状の解析対象モデルＭ（図３等参照）を取得して、当該解析対象モデルＭを有限要素法によりメッシュ状に区分して略立方体状の複数の要素Ｅ、…に分割する（図４参照））。
そして、データ取得部５は、データ生成部５ａにより生成された複数の要素Ｅ、…の分割データを取得する。
なお、データ生成部５ａは、複数の要素Ｅ、…の分割データの生成に有限要素法を用いるようにしたが、解析対象モデルＭの数値解析の手法として適用可能な他の解析手法、例えば、境界要素法などを用いても良い。また、有限要素法や境界要素法は、解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍの解析手法として公知の技術であるので、ここでの説明は省略する。

また、データ取得部５は、解析対象モデルＭ全体の要素Ｅの分割データを取得するようにしたが、解析対象モデルＭにおける要素Ｅの分割データを取得する範囲はこれに限られるものではない。例えば、複数の構成部品から構成された連続体を解析対象として生成された解析対象モデルＭの場合、データ取得部５は、各構成部品毎に若しくは構成部品どうしの境目部分を含むように要素Ｅの分割データを取得するようにしても良い。
つまり、構成部品の形状によっては、当該構成部品を必ずしも本実施形態のデータ検査装置１００によるデータの検査対象とする必要はない。例えば、比較的単純な形状の構成部品は有限要素法による要素Ｅの分割（即ち、節点Pの設定）に誤りが生じ難いため、要素Ｅの分割データの検査対象から除外しても良い。一方、構成部品どうしの境目（継ぎ目）などは他の部分に比べて形状が複雑になり、有限要素法による要素Ｅの分割に誤りが生じ易いため、要素Ｅの分割データの検査対象とするのが好ましい。また、例えば、解析対象モデルＭの凹凸の大きい部分、即ち、例えば、所定方向から視た場合の角度が所定の角度よりも大きく（若しくは、小さく）なっている部分を要素Ｅの分割データの検査対象としても良い。
なお、解析対象モデルＭの各構成物品毎の要素Ｅは、同一の物性を属性情報として有する集合である。

さらに、データ取得部５は、解析対象モデルＭをデータ生成部５ａにより分割することで要素Ｅの分割データを取得するようにしたが、要素Ｅの分割データの取得方法はこれに限られるものではなく、例えば、当該データ検査装置１００外の所定の分割データ生成装置（図示略）により生成された要素Ｅの分割データを外部通信部９や当該データ検査装置１００本体に対して着脱自在な記録媒体（図示略）などを介して取得するようにしても良い。
このように、データ取得部５は、解析対象モデルＭがメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素Ｅ、…を取得する要素取得手段を構成している。

データ検査部６は、グループ分け部６ａと、座標取得部６ｂと、誤りデータ特定部６ｃと、データ修正部６ｄとを具備している。

グループ分け部６ａは、データ取得部５により取得された解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の節点Pの各々を、各節点Pが少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分ける。具体的には、グループ分け部６ａは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して、各節点Pの検査領域Aを複数設定する領域設定部６１ａを具備している。

領域設定部６１ａは、複数の検査領域A、…を互いに重なり合わせるように設定することにより、解析対象モデルＭの複数の節点P、…を複数のグループに分ける。具体的には、領域設定部６１ａは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して、所定の寸法で同一形状（例えば、立方体状）の検査領域Aを所定の軸方向（例えば、x軸方向、y軸方向及びz軸方向）に沿って当該検査領域Aの所定の軸方向の長さの少なくとも１／２ずつ互いに重なり合わせるように複数設定する。
ここで、各検査領域Aの寸法は、例えば、要素Ｅの寸法、解析対象モデルＭの所定軸方向の寸法（最小座標値や最大座標値）、検査精度等を考慮して規定されている。即ち、検査領域Aの所定の軸方向（例えば、x軸方向）の長さは、要素Ｅの同一方向の長さよりも短く設定されるのが好ましい。つまり、検査領域Aの所定の軸方向の長さが要素Ｅの同一方向の長さよりも長く設定されると、検査領域A内に要素Ｅの一の辺の両端の節点Pが検査対象として含まれてしまう虞があり、この場合には、一の検査領域Aにおける計算量の増大を招いてしまうためである。一方、各検査領域Aの寸法を要素Ｅの寸法に比してあまりにも小さくすると、検査領域Aの数が増大してしまい、要素Ｅの形状によっては節点Pが全く存しない検査領域Aが多数設定され、処理効率の低下を招いてしまうためである。
また、各検査領域Aの寸法は、例えば、解析対象モデルＭの所定軸方向の寸法を基準として検査領域Aの数が略一定となるように設定することで、如何なる形状や寸法の解析対象モデルＭに対しても計算量（計算時間）をある程度一定に保つことができ、処理効率の低下を防止することができる。

具体的には、領域設定部６１ａは、検査領域Aの形状を略立方体状とし、先ず、解析対象モデルＭの何れか一の節点P（例えば、x軸座標が最も小さい節点P等）を基準として、当該節点Pの座標（x,y,z）が略中心座標と重なるように一の検査領域Aを設定する（図５参照）。そして、領域設定部６１ａは、当該一の検査領域Aを基準として、x軸方向、y軸方向及びz軸方向に沿って当該検査領域Aの所定の軸方向（例えば、x軸方向、y軸方向及びz軸方向等）の長さの１／２ずつ互いに重なり合わせるように複数の検査領域A、…を設定する。例えば、領域設定部６１ａは、x軸、y軸及びz軸の各々の座標が最も小さい節点Pを基準とした場合には、x軸、y軸及びz軸の各々の座標が最も大きい節点Pが少なくとも二つの検査領域A、…に属するまで複数の検査領域A、…をx軸、y軸及びz軸の各方向に設定していく。
なお、例えば、図５には、解析対象モデルＭをy軸方向に視て、x軸及びz軸方向に複数の検査領域A、…が設定された状態を表しているが、y軸方向に対しても検査領域Aのy軸方向の長さの１／２ずつ互いに重なり合わせるように複数の検査領域A、…が設定されているものとする。また、図５にあっては、例えば、解析対象モデルＭの検査領域Aの設定の基準となる一の節点P（例えば、y軸方向に視て左上隅部の節点P等）に対応する検査領域A0を基準（No.0）として、x軸、y軸及びz軸の各々に沿って設定される複数の検査領域A、…の番号を1から順に付すものとするが、基準となる検査領域A0や番号の付す順序はこれらに限られるものではなく適宜任意に変更可能である。
これにより、複数の要素Ｅ、…の各節点Pは、少なくとも二つの検査領域（グループ）A、Aに属することとなる。例えば、解析対象モデルＭの検査領域Aの設定の基準となる一の節点Pは、基準となるNo.0の検査領域A0と、当該検査領域A0とx軸方向に１／２ずつ互いに重なり合う検査領域A1と、検査領域A0とy軸方向に１／２ずつ互いに重なり合う検査領域（図示略）と、検査領域A0とz軸方向に１／２ずつ互いに重なり合う検査領域A2と、検査領域A0とx軸及びz軸方向に１／４ずつ互いに重なり合う検査領域A3と、検査領域A0とx軸及びy軸方向に１／４ずつ互いに重なり合う検査領域（図示略）と、検査領域A0とy軸及びz軸方向に１／４ずつ互いに重なり合う検査領域（図示略）のそれぞれに属することとなる。また、他の節点Pについても、上記と同様に、少なくとも二つの検査領域A、…に属することとなるが、その詳細な説明は省略する。
なお、図５にあっては、重なり合った状態の複数の検査領域A、…を破線で表しているが、上記した検査領域A0〜A3は、模式的に一点鎖線で囲んで指示するものとする。

また、領域設定部６１ａは、複数の検査領域A、…を互いに所定の軸方向（例えば、x軸、y軸及びz軸等）の長さの１／２ずつ重なり合わせて設定するようにしたが、重なり合わせる程度はこれに限られるものではなく、複数の検査領域A、…が完全に重なった状態とならないように、所定の軸方向（例えば、x軸、y軸及びz軸等）の長さの１／２以上に設定すれば良い。
また、領域設定部６１ａは、検査領域Aを所定の軸方向（例えば、x軸、y軸及びz軸等）に沿って設定するようにしたが、検査領域Aの設定方向はこれに限られるものではなく、例えば、所定の軸方向と異なる方向（例えば、交わる方向）に沿って設定するようにしても良い。
さらに、領域設定部６１ａによる検査領域Aの設定を一の検査領域Aを基準として行うようにしたが、これに限られるものではなく、複数の検査領域A、…を基準とするようにしても良い。
このように、グループ分け部６ａは、データ取得部５により取得された複数の要素Ｅ、…の節点Pを各節点Pが少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段を構成している。

座標取得部６ｂは、グループ分け部６ａにより分けられた解析対象モデルＭの各グループ内から少なくとも一の節点Pの座標（x,y,z）を取得する。
即ち、座標取得部６ｂは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して領域設定部６１ａにより設定された複数の検査領域A、…について、各検査領域A内に存する少なくとも一の節点Pのx軸、y軸及びz軸から構成された３次元空間における座標（x,y,z）を取得する。
なお、座標取得部６ｂは、必ずしも全ての検査領域Aを節点Pの座標（x,y,z）の取得対象とする必要はなく、例えば、要素Ｅの形状や寸法、検査領域Aの寸法等を考慮して、節点Pが存しないことが明らかな検査領域Aについては節点Pの座標の取得対象から除外しても良い。
ここで、座標取得部６ｂは、複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点Pの座標（x,y,z）を取得する座標取得手段を構成している。

誤りデータ特定部６ｃは、座標取得部６ｂにより取得された各グループ内の少なくとも一の節点Pの座標（x,y,z）に基づいて、数値解析に不適正な節点Pを誤りデータとして特定する。
即ち、誤りデータ特定部６ｃは、座標取得部６ｂにより取得された各節点Pの属する検査領域（グループ）A内で座標（x,y,z）どうしの間隔が所定の閾値以下となっている二つの節点P、Pを数値解析に不適正な節点Pとして特定する。具体的には、誤りデータ特定部６ｃは、各検査領域A内の全ての節点Pについて、当該検査領域A内の他の節点Pとの座標（x,y,z）どうしの間隔を所定の演算式に従って算出する。
例えば、図５及び図６に示すように、解析対象モデルＭの略直角に屈曲した部分には、実際には複数の要素Ｅ、…（図５における向かって左上隅部の要素Ｅ、その右隣りの要素Ｅ、その下の要素Ｅ）によって共有される一の節点として生成されるべきものが二つの節点P1、P2として重複して設定されている。この場合、これら二つの節点P1、P2は、x軸方向の2番目と3番目、且つ、z軸方向の2番目と3番目の検査領域Aに属することとなる。なお、図示は省略するが、y軸方向に関しては0番目と1番目の検査領域Aに属している。
また、図６には、二つの節点P1、P2のx軸方向の検査領域Aに対する関係を示しており、これら二つの節点P1、P2は、x軸方向の2番目と3番目の検査領域Aに属することとなる。また、図５及び図６にあっては、近接する二つの節点P1、P2を例示しているが、一例であってこれに限られるものではなく、３つ以上の節点P、…が重複して（近接して）配置されていても良い。
そして、誤りデータ特定部６ｃは、これら二つの節点P1、P2が属する各検査領域A内で、各節点Pについて他の節点Pとの座標（x,y,z）どうしの間隔を所定の演算式に従って算出する。

その後、誤りデータ特定部６ｃは、各検査領域Aについて算出された二つの節点（例えば、節点P1、P2）の座標（x,y,z）どうしの間隔が所定の閾値以下となっているか否かを判定し、所定の閾値以下となっている二つの節点P、Pを数値解析に不適正な節点Pとして特定する。また、一の節点Pに対して座標どうしの間隔が所定の閾値以下となる節点Pが複数存する場合には、誤りデータ特定部６ｃは、その全てを数値解析に不適正な節点Pとして特定する。
即ち、グループ分け部６ａにより各節点Pが少なくとも二つの検査領域（グループ）A、…に属するように設定されているため、誤りデータ特定部６ｃは、各検査領域Aについて座標（x,y,z）どうしの間隔が所定の閾値以下となっているか否かを判定することで、各節点Pについて近接する節点Pが存するか否かを検査領域Aを重複して判定することができる。つまり、検査領域Aが重なり合わない場合には、近接する二つの節点P、Pの各々が互いに異なる検査領域Aに分けられてしまう虞があるが、検査領域Aが１／２ずつ重なり合って設定されているため、これら二つの節点P、Pは必ず何れかの検査領域A内にて共存することとなる。
なお、所定の閾値は、検査領域Aの寸法や検査精度等を考慮して規定されている。即ち、例えば、所定の閾値を検査領域Aの寸法に比してより大きく設定することで、計算量は増加するものの、誤りデータ特定部６ｃは、より多くの節点Pを数値解析に不適正な節点Pとして特定することができ、検査精度の向上を図ることができる。一方、所定の閾値をより小さく設定することで、数値解析に不適正な節点Pとして特定される数は減少するものの、誤りデータ特定部６ｃは、計算量を減少させて処理の高速化を図ることができる。

このように、誤りデータ特定部６ｃは、座標取得部６ｂにより取得された少なくとも一の節点Pの座標に基づいて、当該節点Pの属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値の少なくとも二つの節点P、…を解析に不適正な節点Pとして特定する特定手段を構成している。

データ修正部６ｄは、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…を所定の座標（x,y,z）を有する一の節点Pとするように修正する。具体的には、データ修正部６ｄは、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の座標（x,y,z）を取得して、例えば、これらの座標の中間座標を修正後の座標（x,y,z）として算出したり、何れか一の座標を修正後の座標（x,y,z）として特定する。
ここで、データ修正部６ｄは、誤りデータ特定部６ｃにより特定された少なくとも二つの節点P、…を所定の座標を有する一の節点Pとするように修正する修正手段を構成している。

表示部７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のディスプレイから構成され、表示制御部８の制御下にて各種情報を表示画面に表示する。

表示制御部８は、表示用データを生成して表示部７の表示画面に表示させる制御を行う。
具体的には、表示制御部８は、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）等を具備するビデオカード（図示略）を備えている。そして、表示制御部８は、中央制御部１からの表示指示に従って、解析対象モデルＭや当該解析対象モデルＭの要素分割後の画像の表示用データをビデオカードによる描画処理によって生成し、表示部７に出力する。

また、表示制御部８は、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…を表示部７の表示画面に表示させる。例えば、表示制御部８は、誤りデータ特定部６ｃにより特定された節点Pを所定の順序で列記したリスト形式の表示用データを生成して、当該表示用データに基づいて誤りデータとして特定された節点Pを表示部７の表示画面にリスト表示させても良い。また、例えば、表示制御部８は、表示画面に表示されている解析対象モデルＭの要素分割後の画像中で、当該誤りデータに係る節点Pを他の節点Pと識別可能な表示態様で表示させるようにしても良い。

なお、誤りデータに係る節点Pの報知の態様は、人の五感、特に、視覚、聴覚、触覚等によって当該誤りデータを把握、認識させることができる方法であれば如何なる態様であっても良く、例えば、誤りデータが存する旨を音（音声など）や振動により報知するようにしても良い。
このように、表示制御部８は、誤りデータ特定部６ｃにより特定された少なくとも二つの節点P、…を報知手段（表示部７）から報知させる報知制御手段を構成している。

外部通信部９は、外部機器２００と所定の通信回線（例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等）を介して情報を送受信可能に接続される。具体的には、外部通信部９は、例えば、図示は省略するが、外部機器２００との接続用の端子（例えば、ＬＡＮ端子等）に装着された所定の通信ケーブル（例えば、ＬＡＮケーブル）を介してデータの送受信を行う。例えば、外部通信部９は、外部機器２００から送信された３次元の解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍを受信する。外部通信部９により受信された解析対象モデルＭは、メモリ２に転送されて一時的に記憶される。
なお、外部機器２００は、ＣＡＤシステムを構成するワークステーションなどのコンピュータであって、解析対象モデルＭを生成可能なものであれば如何なる構成であっても良く、その詳細な説明は省略する。

次に、データ検査装置１００によるデータ検査方法について、図２〜図６を参照して説明する。
図２は、データ検査処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。また、図３は、解析対象モデルＭの一例を模式的に示す図であり、図４は、解析対象モデルＭを複数の要素Ｅ、…に分割した状態の一例を模式的に示す図であり、図５は、解析対象モデルＭに検査領域Aを設定した状態の一例を模式的に示す図である。また、図６は、図５の検査領域Aを用いた節点Pの検査の一例を説明するための図である。
なお、以下の説明にあっては、解析対象モデルＭとしてy軸方向に視て鉤状に形成された解析対象モデルＭを用いるものとする。また、当該解析対象モデルＭは、外部機器２００により生成された後、外部通信部９を介してメモリ２に一時記憶されているものとする。

図２に示すように、先ず、データ取得部５は、y軸方向に視て鉤状をなす３次元の解析対象のシミュレーションモデル（解析対象モデル）Ｍがメッシュ状に分割された複数の要素Ｅ、…の分割データを取得する（ステップＳ１）。
具体的には、データ取得部５のデータ生成部５ａは、メモリ２に一時記憶されている３次元の解析対象モデルＭ（図３参照）を取得する。そして。データ生成部５ａは、当該解析対象モデルＭを有限要素法によりメッシュ状に区分して所定形状の複数の要素Ｅ、…に分割することによって、要素Ｅの分割データ（図４参照）を生成する。そして、データ取得部５は、データ生成部５ａにより生成された要素Ｅの分割データを取得する。
なお、データ取得部５による要素Ｅの分割データの取得は、ユーザによる操作入力部４の所定操作に基づいて開始されても良いし、外部機器２００から送信された解析対象モデルＭがメモリ２に一時記憶されたことを契機として自動的に開始されても良い。

次に、データ検査部６のグループ分け部６ａは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して、各節点Pの検査領域Aを領域設定部６１ａにより複数設定することで、解析対象モデルＭの複数の節点P、…を複数のグループに分ける（ステップＳ２）。
具体的には、領域設定部６１ａは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して、所定の寸法で同一形状（例えば、立方体状）の検査領域Aをx軸方向、y軸方向及びz軸方向の各々に沿って当該検査領域Aの所定の軸方向の長さの１／２ずつ互いに重なり合わせるように複数設定する。これにより、複数の要素Ｅ、…の各節点Pは、少なくとも二つの検査領域A、…に属することとなる。

次に、データ検査部６の座標取得部６ｂは、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の分割データに対して領域設定部６１ａにより設定された複数の検査領域A、…について、各検査領域A内に存する少なくとも一の節点Pのx軸、y軸及びz軸から構成された３次元空間における座標（x,y,z）を取得する（ステップＳ３）。

続けて、データ検査部６の誤りデータ特定部６ｃは、座標取得部６ｂにより取得された各節点Pの属する検査領域（グループ）A内で座標（x,y,z）どうしの間隔が所定の閾値以下となっている少なくとも二つの節点P、…を数値解析に不適正な節点Pとして特定する（ステップＳ４）。
具体的には、誤りデータ特定部６ｃは、各検査領域A内の全ての節点Pについて、当該検査領域A内の他の節点Pとの座標（x,y,z）どうしの間隔を所定の演算式に従って算出する。その後、誤りデータ特定部６ｃは、各検査領域Aについて算出された少なくとも二つの節点P、…の座標（x,y,z）どうしの間隔が所定の閾値以下となっているか否かを判定し、所定の閾値以下となっている少なくとも二つの節点P、…（例えば、節点P1、P2等）を数値解析に不適正な節点Pとして特定する。

その後、表示制御部８は、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…（例えば、節点P1、P2等）を表示部７の表示画面に表示させる（ステップＳ５）。例えば、表示制御部８は、誤りデータ特定部６ｃにより特定された節点Pをリスト形式で表示部７の表示画面に表示させたり、解析対象モデルＭの要素分割後の画像中で、当該誤りデータに係る節点Pを他の節点Pと識別可能な表示態様で表示させる。

続けて、データ検査部６のデータ修正部６ｄは、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…を所定の座標（x,y,z）を有する一の節点Pとするように修正する（ステップＳ６）。具体的には、データ修正部６ｄは、誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の座標（x,y,z）を取得して、これらの座標の中間座標を修正後の座標（x,y,z）として算出したり、何れか一の座標を修正後の座標（x,y,z）として特定する。
ここで、データ修正部６ｄによる節点Pの座標（x,y,z）の修正は、ユーザによる操作入力部４の所定操作に基づいて開始されても良いし、誤りデータ特定部６ｃにより誤りデータとして少なくとも二つの節点P、…が特定されたことを契機として自動的に開始されても良い。
これにより、データ検査処理を終了する。

以上のように、本実施形態のデータ検査装置１００によれば、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の節点Pが少なくとも二つのグループに属するように分けられた複数のグループ内の少なくとも一の節点Pの座標を取得して、当該節点Pの属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点P、…を数値解析に不適正な節点Pとして特定することができる。
即ち、解析対象モデルＭにて複数の要素Ｅによって共有される一の節点Pとして生成されるべきものが重複して複数生成されると、これら複数の近接する節点P、…は数値解析における計算誤差等を生じさせる虞がある。そこで、これら座標どうしの間隔が近い複数の節点P、…を特定する上で、節点Pどうしの間隔の判定用の所定の閾値を設定し、当該所定の閾値以下の少なくとも二つの節点P、…を数値解析に不適正な節点Pとして特定する。このとき、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…の節点Pの各々は、少なくとも二つのグループに属するようにグループ分けされているので、各節点Pについて近接する節点Pが存するか否かの特定を複数のグループに重複して行うことができ、複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りの検査精度を向上させて適正に検査することができる。

具体的には、複数の検査領域Aを互いに重なり合わせるように設定することにより、当該複数の節点P、…を複数のグループに分けるので、各節点Pについて近接する節点Pが存するか否かの特定を複数の検査領域Aに重複して行うことができ、複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りの検査精度を向上させることができる。より具体的には、同一形状の複数の検査領域Aを所定の軸方向（例えば、x軸方向、y軸方向及びz軸方向等）に沿って当該検査領域Aの所定の軸方向の長さの少なくとも１／２ずつ互いに重なり合わせるように設定することで、複数の要素Ｅによって共有される一の節点として生成されるべきものが重複して複数生成されてしまっても、これらの節点を必ず何れかの検査領域Aに所属させることができる。即ち、検査領域Aが重なり合わない場合に生じる、重複する複数の節点P、…の各々が互いに異なる検査領域Aに分けられてしまうことを防止することができ、複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りの検査精度をより向上させることができる。

また、検査対象となる節点Pの属するグループ内での座標どうしの間隔の判定に係る所定の閾値が、検査領域Aの寸法に基づいて規定されているので、設定される検査領域Aの寸法に応じて所定の閾値を適宜変更することができ、複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りの検査の効率化を図ることができる。即ち、数値解析の精度を向上させる上では、例えば、隣合う節点Pどうしが所定間隔を空けて配置されるように要素Ｅの分割データを生成するのが好ましいが、節点Pどうしの間隔に応じて検査領域Aが設定された場合であっても、判定用の所定の閾値を適宜変更して設定することができ、複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りの検査を効率良く適正に行うことができる。

また、誤りデータとして特定された一のグループ（検査領域A）内に存する少なくとも二つの節点P、…を表示部７に表示させて報知するので、ユーザに複数の要素Ｅ、…の分割データの誤りを適正に把握させることができる。
さらに、誤りデータとして特定された一のグループ（検査領域A）内に存する少なくとも二つの節点P、…を所定の座標を有する一の節点Pとするように修正することで、要素分割の誤りが修正された複数の要素Ｅ、…の分割データを取得することができ、その後の数値解析を効率良く行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態にあっては、解析対象モデルＭの所定の軸方向の座標の最小値や最大値並びに各検査領域の所定の軸方向の寸法等から各節点Pの属する検査領域Aを演算により特定して、当該節点Pの属する検査領域のみを検査対象としても良い。これにより、節点Pが存しない検査領域を検査対象から除外することができ、処理の高速化を図ることができる。

また、データ検査処理にて、ステップＳ５における誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の表示を行うか否かは適宜任意に変更可能であり、また、同様に、ステップＳ６における誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の座標の修正を行うか否かは適宜任意に変更可能である。
即ち、ステップＳ５における誤りデータとしての少なくとも二つの節点P、…の表示後に、ステップＳ６における当該少なくとも二つの節点P、…の座標の修正を行うようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の座標の修正を先に行うことで誤りデータの表示を行わないようにしても良い。また、誤りデータとして特定された少なくとも二つの節点P、…の表示のみを行って、誤りデータの修正を行わないようにしても良い。

さらに、データ検査装置１００の構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これに限られるものではない。例えば、データ検査装置１００として、ワークステーションなどのコンピュータを例示したが、これに限られるものではなく、一般的なパーソナルコンピュータなどにより構成しても良い。
また、データ検査装置１００に、解析対象モデルＭの複数の要素Ｅ、…間の物理的関係を数値解析する数値解析手段を具備するようにしても良く、これにより、複数の要素Ｅ、…の分割データの検査後に、当該データ検査装置１００を用いて数値解析を即座に行うことができる。

加えて、上記実施形態にあっては、要素取得手段、グループ分け手段、座標取得手段及び特定手段としての機能を、中央制御部１の制御下にて、データ取得部５、グループ分け部６ａ、座標取得部６ｂ及び誤りデータ特定部６ｃが駆動することにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、中央制御部１のＣＰＵによって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としても良い。
即ち、プログラムを記憶するプログラムメモリ（図示略）に、要素取得処理ルーチン、グループ分け処理ルーチン、座標取得処理ルーチン及び特定処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、要素取得処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、解析対象のシミュレーションモデル（以下、「解析対象モデルＭ」と言う）がメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素Ｅ、…を取得する要素取得手段として機能させるようにしても良い。また、グループ分け処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、要素取得手段により取得された複数の要素Ｅ、…の節点Pを各節点Pが少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段として機能させるようにしても良い。また、座標取得処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点Pの座標を取得する座標取得手段として機能させるようにしても良い。また、特定処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、座標取得手段により取得された少なくとも一の節点Pの座標に基づいて、当該節点Pの属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点P、…を解析に不適正な節点Pとして特定する特定手段として機能させるようにしても良い。

同様に、領域設定手段、報知制御手段及び修正手段についても、中央制御部１のＣＰＵによって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としても良い。

さらに、上記の各処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＲＯＭやハードディスク等の他、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型画像記録部を適用することも可能である。また、プログラムのデータを所定の通信回線を介して提供する媒体としては、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。

１００ データ検査装置
１ 中央制御部
５ データ取得部
５ａ データ生成部
６ データ検査部
６ａ グループ分け部
６１ａ 領域設定部
６ｂ 座標取得部
６ｃ 誤りデータ特定部
６ｄ データ修正部
７ 表示部
８ 表示制御部

Claims (7)

1. 解析対象のシミュレーションモデル（以下、「解析対象モデル」と言う）がメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素を取得する要素取得手段と、
   この要素取得手段により取得された複数の要素の節点を各節点が少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段と、
   前記複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点の座標を取得する座標取得手段と、
   この座標取得手段により取得された前記少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定する特定手段と、
   を備えたことを特徴とするデータ検査装置。
2. 前記グループ分け手段は、
   前記複数の要素の各節点の検査領域を複数設定する領域設定手段を有し、この領域設定手段が前記複数の検査領域を互いに重なり合わせるように設定することにより、当該複数の節点を前記複数のグループに分けることを特徴とする請求項１に記載のデータ検査装置。
3. 前記領域設定手段は、更に、同一形状の前記複数の検査領域を所定の軸方向に沿って当該検査領域の前記所定の軸方向の長さの少なくとも１／２ずつ互いに重なり合わせるように設定し、
   前記座標取得手段は、更に、前記複数の検査領域について、各検査領域内に存する少なくとも一の節点の座標を取得し、
   前記特定手段は、更に、前記座標取得手段により取得された前記少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の存する検査領域内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定することを特徴とする請求項２に記載のデータ検査装置。
4. 前記所定の閾値は、前記検査領域の寸法に基づいて規定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のデータ検査装置。
5. 前記特定手段により特定された前記少なくとも二つの節点を報知手段から報知させる報知制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のデータ検査装置。
6. 前記特定手段により特定された前記少なくとも二つの節点を所定の座標を有する一の節点とするように修正する修正手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のデータ検査装置。
7. データ検査装置のコンピュータを、
   解析対象のシミュレーションモデル（以下、「解析対象モデル」と言う）がメッシュ状に分割された所定形状の複数の要素を取得する要素取得手段、
   この要素取得手段により取得された複数の要素の節点を各節点が少なくとも二つのグループに属するように複数のグループに分けるグループ分け手段、
   前記複数のグループについて、各グループ内の少なくとも一の節点の座標を取得する座標取得手段、
   この座標取得手段により取得された前記少なくとも一の節点の座標に基づいて、当該節点の属するグループ内で座標どうしの間隔が所定の閾値以下の少なくとも二つの節点を解析に不適正な節点として特定する特定手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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