JP2013214299A - 物理量シミュレーション方法及びそれを用いた物理量シミュレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】解析対象領域を等サイズの矩形ブロックに分割し、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算し、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算し、前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する物理量が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、物理量が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記第2演算ステップによる演算を実行する。
【選択図】図6
Description
「C型CIP法を用いた音場解析に関する検討」、信学技報、Vol.106,No.481,pp.17−22,s2006−98,2006. 「CIP法による音波伝搬シミュレーションにおけるサブグリッド・テクニックの精度比較」,日本音響学会2011年秋季研究発表会講演論文集,pp.1497−1500,2011.
領域を等サイズの矩形ブロックに分割する分割ステップと、前記解析対象領域において、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第1演算ステップと、前記解析対象領域において、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第2演算ステップと、前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記第2演算ステップによる演算を実行する演算切り換えステップと、を有することを特徴とする
また、請求項2に係る発明は、解析対象領域における物理量をシミュレーションする物理量シミュレーション方法であって、解析対象領域を等サイズの矩形ブロックに分割する分割ステップと、前記解析対象領域において、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第1演算ステップと、前記解析対象領域において、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第2演算ステップと、前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点について前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点と、前記矩形ブロックと隣接する矩形ブロックに含まれる格子点について前記第2演算ステップによる演算を実行する演算切り換えステップと、を有し、前記演算切り換えステップは、前記矩形ブロックの1辺の長さと、物理量が解析対象領域を伝搬する速度とに応じて決まる時間毎に実行されることを特徴とする。
ミュレーション方法において、前記物理量が音圧であることを特徴とする。
換処理の回数を減らすことにより、全体の計算時間の増加を少なくすることができる。
の基本プログラムであるオペレーティングシステムプログラム(以下OS)等が記憶されている。また、ROM13あるいは外部記憶装置20には出力データ処理等を行う際に使用される各種データが記憶されている。メインメモリーであるRAM12は、CPU11の主メモリ、ワークエリア等として機能する。
なる。
xfiは、C1乃至C8を係数として、下式(10)、(11)のように現すことができる
。
方向微分値は、伝搬軸方向に加えそれ以外の軸方向への微分値も計算に加える必要がある。例えば、xyz座標系では、x方向の伝搬計算に、x方向微分値に加えてy、z方向微分値についても必要とする。また、特に、C型CIP法では、更にxy方向への2階微分値、xz方向への2階微分値も計算に必要になる。新たに生成されたグリッドにおけるこれらの伝搬軸方向以外の方向微分値については、前記したようにエルミート補間を使って求めてもよいが、計算量の少ない線形補間により求めてもよい。補間の精度はやや低下するが、一般に伝搬軸方向以外の軸方向の微分値は大きく変化しないので、全体の計算精度への影響は小さい。
ステップS113に進み、bを1インクリメントして、再びステップS102に戻り、ループする。
(実施例)
以下、2次元自由音場の解析例を示す。基本グリッドとサブグリッドの空間離散化幅は
、それぞれ0.09m、0.03mとし、時間離散化幅はΔt=0.4×10-4sとした。初期条件は、音場の中心に振幅1及び分散0.2のGaussianを与えた。音場を15×15のブロックに分割し、各ブロックに16×16の第1格子点を定義した。音圧0.02以上をサブグリッドの生成条件とした。また、比較として空間全体を0.09m或いは0.03mで離散化した計算も行った。
ロック1辺の長さであり、cは音速である。
では再度の判定は必要なく、判定と切り換えを行う時間ステップ間隔を大きくとることができる。
とが前提であるので、ステップS101と異なり、ステップS201ではt=nTb(た
だし、nは自然数)であるか否かが判定され、ステップS201における判定がYESで
あるときのみ、ステップS202に進むこととなる。
行う時間ステップ間隔を更に大きくとることができる。以下同様に、第2演算に切り換える範囲を拡げるほど、判定と切り換えを行う時間ステップ間隔は大きくとることができる。
に伝搬する成分をfy±、それらの方向微分値をgx±、gy±として表す。
いれば当該ブロックと−y方向に隣接するブロックを第2演算に切り換える。
に隣接するブロック、すなわち、当該ブロックの斜め方向に隣接するブロックについても第2演算に切り換える。
過するまでは再度の判定は必要なく、判定と切り換えを行う時間ステップ間隔を大きくとることができる。
とが前提であるので、ステップS101と異なり、ステップS301ではt=nTb(た
だし、nは自然数)であるか否かが判定され、ステップS301における判定がYESで
あるときのみ、ステップS302に進むこととなる。
ックbに隣接するブロックをサブグリッドに基づく第2演算に切り換える。
時間ステップ間隔を更に大きくとることができる。以下同様に、第2演算に切り換える範囲を拡げるほど、判定と切り換えを行う時間ステップ間隔は大きくとることができる。
11・・・CPU(Central Processing Unit)
12・・・RAM(Random Access Memory)
13・・・ROM(Read Only Memory)
14・・・通信制御部
15・・・入力制御部
16・・・出力制御部
17・・・外部記憶装置制御部
18・・・入力部
19・・・出力部
20・・・外部記憶装置
21・・・インターフェイス部
21・・・グラフィック制御部
22・・・ディスプレイ装置
Claims (6)
- 解析対象領域における物理量をシミュレーションする物理量シミュレーション方法であって、
解析対象領域を等サイズの矩形ブロックに分割する分割ステップと、
前記解析対象領域において、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第1演算ステップと、
前記解析対象領域において、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第2演算ステップと、
前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記第2演算ステップによる演算を実行する演算切り換えステップと、を有することを特徴とする物理量シミュレーション方法。 - 解析対象領域における物理量をシミュレーションする物理量シミュレーション方法であって、
解析対象領域を等サイズの矩形ブロックに分割する分割ステップと、
前記解析対象領域において、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第1演算ステップと、
前記解析対象領域において、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第2演算ステップと、
前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点について前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、前記判定ステップにより物理量が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点と、前記矩形ブロックと隣接する矩形ブロックに含まれる格子点について前記第2演算ステップによる演算を実行する演算切り換えステップと、を有し、前記演算切り換えステップは、前記矩形ブロックの1辺の長さと、物理量が解析対象領域を伝搬する速度とに応じて決まる時間毎に実行されることを特徴とする物理量シミュレーション方法。 - 解析対象領域における特定方向に伝搬する波動に係る物理量をシミュレーションする物理量シミュレーション方法であって、
解析対象領域を等サイズの矩形ブロックに分割する分割ステップと、
前記解析対象領域において、互いに第1間隔で離間する基本グリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第1格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第1演算ステップと、
前記解析対象領域において、前記基本グリッドと一部のグリッドが重複すると共に、互いに前記第1間隔より短い第2間隔で離間するサブグリッドに基づいて定義され、各々の前記矩形ブロックに等しい数含まれる第2格子点のそれぞれに対応した物理量をCIP法により演算する第2演算ステップと、
前記矩形ブロックに含まれる格子点に対応する、CIP法により物理量を演算する際に利用される、特定方向に伝搬する波動の成分を表す特性値が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより特性値が所定の閾値以上でないと判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点について前記第1演算ステップによる演算を実行する共に、前記判定ステップにより特性値が所定の閾値以上であると判断された場合には、前記矩形ブロックに含まれる格子点と、前記特定方向で前記矩形ブロックと隣接する矩形ブロックに含まれる格子点について前記第2演算ステップによる演算を実行する演算切り換えステップと、を有し、
前記演算切り換えステップは、前記矩形ブロックの1辺の長さと、物理量が解析対象領域を伝搬する速度とに応じて決まる時間毎に実行されることを特徴とする物理量シミュレーション方法。 - 前記物理量が音圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の物理量シミュレーション方法。
- 前記物理量が粒子速度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の物理量シミュレーション方法。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の方法を実行することを特徴とする物理量シミュレーションシステム。
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CN108563809A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-09-21 | 上海外高桥造船有限公司 | 液化石油气储罐泄压系统泄放量的计算方法 |
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US20100145668A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Fisher Mark S | Method for dynamic repartitioning in adaptive mesh processing |
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JPN6016048429; 谷川 将規: '解適合格子(AMR)を用いた3次元音場解析に関する基礎的検討' 日本音響学会 2012年 春季研究発表会講演論文集CD-ROM , 20120306, pp.1195-1196 * |
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