JP2015146166A - Analysis processing apparatus, analysis processing method, and program - Google Patents

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Sachio Kobayashi
左千夫 小林
小林 弘樹
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弘樹 小林
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Izumi Nitta
泉 新田
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Masayoshi Hashima
正芳 橋間
佐藤 裕一
Yuichi Sato
裕一 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the creation of an accurate analysis model in a short period.SOLUTION: A one-dimensional model creation unit 12 creates a one-dimensional model M2 showing a channel of a coolant from a three-dimensional mode M1 of a heat transport device. A node setting unit 13 sets nodes N in each of which analysis information used for thermal analysis is allocated to the one-dimensional model M2. An analysis unit 14 repeatedly performs analysis calculation based on the analysis information allocated to the nodes N while causing the node setting unit 13 to increase the number of nodes N until the analysis accuracy is guaranteed in a result of the analysis.

Description

本技術は、解析処理装置、解析処理方法およびプログラムに関する。   The present technology relates to an analysis processing apparatus, an analysis processing method, and a program.

近年、ループヒートパイプ(LHP:Loop Heat Pipe)やループサーモサイフォン(LTS:Loop Thermo Syphon)といった流体の気液相変化を利用した熱輸送装置が注目されている。熱輸送装置は、高い熱輸送能力と省エネルギー効果を有しており、例えば、サーバブレードの冷却器などに広く使用される。   In recent years, heat transport devices using a gas-liquid phase change of a fluid such as a loop heat pipe (LHP) and a loop thermosyphon (LTS) have attracted attention. The heat transport device has a high heat transport capability and an energy saving effect, and is widely used, for example, for a cooler of a server blade.

熱輸送装置の開発では、例えば、熱回路網と流路網のモデルが作成され、伝熱分布や流量分布などを解析するシミュレーションが行われる。このようなモデルに対する解析シミュレーションを実施することで、冷却性能などの最適化が図られる。   In the development of a heat transport device, for example, a model of a thermal circuit network and a channel network is created, and a simulation for analyzing a heat transfer distribution, a flow rate distribution, and the like is performed. By carrying out an analysis simulation for such a model, the cooling performance and the like can be optimized.

従来、動作条件に応じて、機器や装置に対する熱回路網または流体回路網を生成し、生成された回路網を対象に物理量を演算する手法がある。また、熱交換器の配管本数に基づく組み合わせ可能な配管パターン毎の熱交換器の熱回路網モデルを生成して、熱交換量を算出する手法がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a method of generating a thermal circuit network or a fluid circuit network for a device or apparatus according to operating conditions, and calculating a physical quantity for the generated circuit network. There is also a method of calculating a heat exchange amount by generating a heat circuit model of a heat exchanger for each pipe pattern that can be combined based on the number of pipes of the heat exchanger.

特開平7−311166号公報JP-A-7-3111166 特開2004−252659号公報JP 2004-252659 A

しかし、従来の熱輸送装置の解析モデルの開発では、まだ解析者が設定する項目が多く、熱輸送装置の形状や特性に応じた精度のよい解析モデルを作成するためには時間がかかる。   However, in the development of a conventional heat transport device analysis model, there are still many items to be set by an analyst, and it takes time to create an accurate analysis model according to the shape and characteristics of the heat transport device.

1つの案では、解析処理装置が提供される。解析処理装置は、熱輸送装置の3次元モデルから、冷媒の流路を表す1次元モデルを生成する1次元モデル生成部と、前記1次元モデルに、熱解析に用いる解析情報を割り当てた節点を設定する節点設定部と、解析結果が保証する解析精度を満たすまで、前記節点に割り当てられた前記解析情報に基づく解析計算を、前記節点設定部に前記節点の数を増加させつつ反復して行う解析部と、を有する。   In one scheme, an analysis processing device is provided. The analysis processing device includes a one-dimensional model generation unit that generates a one-dimensional model representing a refrigerant flow path from a three-dimensional model of the heat transport device, and a node that is assigned analysis information used for thermal analysis to the one-dimensional model. Until the node setting unit to be set and the analysis accuracy guaranteed by the analysis result are satisfied, the analysis calculation based on the analysis information assigned to the node is repeatedly performed while increasing the number of nodes in the node setting unit. And an analysis unit.

開示の解析処理装置、解析処理方法およびプログラムによれば、精度のよい解析モデルを短期間で作成できる。   According to the disclosed analysis processing apparatus, analysis processing method, and program, an accurate analysis model can be created in a short period of time.

第1の実施の形態の解析処理装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis processing apparatus of 1st Embodiment. 冷却装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a cooling device. 第2の実施の形態の解析処理装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis processing apparatus of 2nd Embodiment. 物性値データベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a physical property value database. 解析処理装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of an analysis processing apparatus. 要素特定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of an element specific process. 3Dモデルから骨格モデルへの変換を示す図である。It is a figure which shows conversion from a 3D model to a skeleton model. 領域の分割点の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the division | segmentation point of an area | region. 領域の分割点の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the division | segmentation point of an area | region. 領域の分割点の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the division | segmentation point of an area | region. 幾何情報の算出処理の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the calculation process of geometric information. 幾何情報算出式のパラメータを示す図である。It is a figure which shows the parameter of a geometric information calculation formula. 節点挿入部および解析部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of a node insertion part and an analysis part. 節点挿入部および解析部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of a node insertion part and an analysis part. 解析モデルの生成過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the production | generation process of an analysis model. 解析モデルの生成過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the production | generation process of an analysis model. 温度分布の解析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis result of temperature distribution. 温度分布の解析結果のデータ補間例を示す図である。It is a figure which shows the example of data interpolation of the analysis result of a temperature distribution. データの比較評価例を示す図である。It is a figure which shows the comparative evaluation example of data. 本実施の形態に用いるコンピュータのハードウェアの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware of the computer used for this Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態の解析処理装置の一例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an analysis processing apparatus according to the first embodiment.

解析処理装置10は、記憶部11、1Dモデル(1次元モデル)生成部12、節点設定部13および解析部14を備える。
1Dモデル生成部12は、例えば、記憶部11に記憶されている熱輸送装置の3Dモデル(3次元モデル)M1を取得して、3DモデルM1から冷媒の流路を表す1DモデルM2を生成する。3DモデルM1から1DモデルM2への変換は、例えば、CG(Computer Graphics)アニメーションやモーションキャプチャ等で使用されるような骨格モデルを生成する技術を用いて行うことができる。
The analysis processing device 10 includes a storage unit 11, a 1D model (one-dimensional model) generation unit 12, a node setting unit 13, and an analysis unit 14.
For example, the 1D model generation unit 12 acquires a 3D model (three-dimensional model) M1 of the heat transport device stored in the storage unit 11, and generates a 1D model M2 representing a refrigerant flow path from the 3D model M1. . The conversion from the 3D model M1 to the 1D model M2 can be performed using a technique for generating a skeleton model used in, for example, CG (Computer Graphics) animation or motion capture.

なお、1DモデルM2の生成の際には、3DモデルM1から熱輸送装置に含まれる要素を特定する処理を行ってもよい。その処理の例については後述する。
節点設定部13は、1DモデルM2に、熱解析に用いる解析情報を割り当てた節点Nを設定する。熱解析に用いる解析情報は、例えば、冷媒の流路の幾何情報(配管半径、体積、断面積等)や、流路に含まれる材料の物性値(密度、比熱、熱伝導率等)、等である。
In addition, when generating the 1D model M2, a process of specifying an element included in the heat transport apparatus from the 3D model M1 may be performed. An example of the process will be described later.
The node setting unit 13 sets a node N to which analysis information used for thermal analysis is assigned to the 1D model M2. The analysis information used for the thermal analysis includes, for example, geometric information of the refrigerant flow path (piping radius, volume, cross-sectional area, etc.), physical properties of the material contained in the flow path (density, specific heat, thermal conductivity, etc.) It is.

解析部14は、解析結果が保証する解析精度を満たすまで、節点Nに割り当てられた解析情報に基づき、伝熱分布や流量分布などを求める解析計算を、節点設定部13に節点Nの数を増加させつつ反復して行う。なお、節点を追加する方法の例については後述する。   The analysis unit 14 performs an analysis calculation for obtaining a heat transfer distribution, a flow rate distribution, and the like based on the analysis information assigned to the node N until the analysis accuracy guaranteed by the analysis result is satisfied, and sets the number of the node N to the node setting unit 13. Repeat while increasing. An example of a method for adding a node will be described later.

上記のような解析処理装置10によれば、保証する解析精度を考慮した節点の設定が自動で行われるため、解析者が予め適切な節点数を検証したりする手間を省け、精度のよい解析モデル(熱回路網と流路網のモデル)M3を短期間で作成できるようになる。また、作成される解析モデルM3は、保証する解析精度を満たす最少の節点数となっているため、解析に使用する解析情報を少なく抑えられ、解析時間そのものも短縮できるようになる。このように、本実施の形態の解析処理装置10では、解析にかかる作業時間を短縮できるようになる。   According to the analysis processing apparatus 10 as described above, since the setting of the nodes in consideration of the guaranteed analysis accuracy is automatically performed, it is possible to save the time for the analyst to verify the appropriate number of nodes in advance and to perform the analysis with high accuracy. A model (thermal circuit network and channel network model) M3 can be created in a short period of time. In addition, since the created analysis model M3 has the minimum number of nodes that satisfies the guaranteed analysis accuracy, the analysis information used for the analysis can be reduced, and the analysis time itself can be shortened. As described above, the analysis processing apparatus 10 according to the present embodiment can reduce the work time required for analysis.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態の解析処理装置では、解析対象の熱輸送装置として、例えば、以下に示すような冷却装置(ループヒートパイプなど)を扱うものとして説明を行う。
(Second Embodiment)
The analysis processing apparatus according to the second embodiment will be described on the assumption that, for example, a cooling device (such as a loop heat pipe) shown below is handled as a heat transport device to be analyzed.

図2は冷却装置の一例を示す図である。
図2に示す冷却装置20は、気液の相変化を利用した二相(気液相)の熱輸送装置である。冷却装置20は、蒸発器(エバポレータ)21、凝縮器(コンデンサ)22および配管23を含む。配管23は、蒸気管23aと液管23bを含み、蒸発器21と凝縮器22とを結合する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the cooling device.
The cooling device 20 shown in FIG. 2 is a two-phase (gas-liquid phase) heat transport device that utilizes the phase change of the gas-liquid. The cooling device 20 includes an evaporator (evaporator) 21, a condenser (condenser) 22, and a pipe 23. The pipe 23 includes a steam pipe 23 a and a liquid pipe 23 b, and couples the evaporator 21 and the condenser 22.

蒸発器21は、負荷熱で内部の液状の冷媒を気化させる。蒸気管23aは、気化した蒸気の冷媒を凝縮器22へ流す。凝縮器22には、放熱用のフィン22aが複数設けられており、蒸気管23aを流れてきた蒸気を放熱して凝縮し液化する。液管23bは、凝縮された液体を蒸発器21へ流す。   The evaporator 21 evaporates an internal liquid refrigerant with load heat. The vapor pipe 23 a allows the vaporized vapor refrigerant to flow to the condenser 22. The condenser 22 is provided with a plurality of fins 22a for heat dissipation, and the steam flowing through the steam pipe 23a is dissipated to be condensed and liquefied. The liquid pipe 23 b allows the condensed liquid to flow to the evaporator 21.

なお、蒸発器21の内壁は、図示しないウィック(wick)と呼ばれる毛細管構造になっており、ウィックの毛細管力がポンプ動力となって、二相流体が配管23を通じて受動的に環流する。   The inner wall of the evaporator 21 has a capillary structure called a wick (not shown), and the capillary force of the wick serves as pump power, and the two-phase fluid passively circulates through the pipe 23.

次に第2の実施の形態の解析処理装置の一例を説明する。なお、以降の説明では、図2に示した冷却装置20の解析モデル(熱回路網と流路網のモデル)を生成するものとする。   Next, an example of an analysis processing apparatus according to the second embodiment will be described. In the following description, it is assumed that an analysis model (thermal circuit network and channel network model) of the cooling device 20 shown in FIG. 2 is generated.

図3は第2の実施の形態の解析処理装置の一例を示す図である。
解析処理装置10aは、記憶部11a、1Dモデル生成部12a、節点設定部13a、解析部14a、解析結果出力部15aを有している。なお、解析処理装置10aは、例えば、後述するようなコンピュータ(図20参照)により実現可能であり、記憶部11aは、RAM(Random Access Memory)やHDD(Hard Disk Drive)により実現される。また、1Dモデル生成部12a、節点設定部13a、解析部14a、解析結果出力部15aは、プロセッサの制御のもと実現される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the analysis processing apparatus according to the second embodiment.
The analysis processing apparatus 10a includes a storage unit 11a, a 1D model generation unit 12a, a node setting unit 13a, an analysis unit 14a, and an analysis result output unit 15a. The analysis processing device 10a can be realized by, for example, a computer (see FIG. 20) as will be described later, and the storage unit 11a is realized by a RAM (Random Access Memory) or an HDD (Hard Disk Drive). The 1D model generation unit 12a, the node setting unit 13a, the analysis unit 14a, and the analysis result output unit 15a are realized under the control of the processor.

記憶部11aは、例えば、冷却装置20の3Dモデル11a1、1Dモデル生成部12aで生成された1Dモデル(骨格モデル)11a2、節点に設定する物性値を含む物性値データベース11a3、節点設定部13aで生成された解析モデル11a4を格納する。   The storage unit 11a includes, for example, a 3D model 11a1 of the cooling device 20, a 1D model (skeleton model) 11a2 generated by the 1D model generation unit 12a, a physical property value database 11a3 including physical property values to be set for the nodes, and a node setting unit 13a. The generated analysis model 11a4 is stored.

1Dモデル生成部12aは、要素特定部12a1、骨格モデル生成部12a2を有している。
要素特定部12a1は、3Dモデル11a1(3D CAD(Computer Aided Design)モデルなど)のメッシュモデル化を行って、3Dモデル11a1を領域分割する。
The 1D model generation unit 12a includes an element specifying unit 12a1 and a skeleton model generation unit 12a2.
The element specifying unit 12a1 performs mesh modeling of the 3D model 11a1 (such as a 3D CAD (Computer Aided Design) model) and divides the 3D model 11a1 into regions.

そして、要素特定部12a1は、領域分割した形状の特徴探索を行って、3Dモデル11a1に含まれる要素を特定する。例えば、冷却装置20の場合では、要素として、図7に示す蒸発器21、凝縮器22、配管23が特定されることになる。   Then, the element specifying unit 12a1 performs a feature search of the shape divided into regions, and specifies an element included in the 3D model 11a1. For example, in the case of the cooling device 20, the evaporator 21, the condenser 22, and the piping 23 shown in FIG. 7 are specified as elements.

なお、3Dモデル11a1において、蒸発器21、凝縮器22、配管23の形状ファイルが個別に用意されている場合には、解析者が解析処理装置10aに入力する指示信号に基づいて、1Dモデル11a2を生成する要素を特定するようにしてもよい。   In addition, in the 3D model 11a1, when the shape files of the evaporator 21, the condenser 22, and the pipe 23 are individually prepared, the 1D model 11a2 is based on an instruction signal input to the analysis processing apparatus 10a by the analyst. You may make it specify the element which produces | generates.

骨格モデル生成部12a2は、特定された要素に基づいて、冷媒の流路を表す1Dモデル11a2を生成する。本実施の形態では、CGアニメーションやモーションキャプチャ等で使用されるような3Dモデルから骨格モデルを作成する手法を用いて、1Dモデル11a2を生成するものとして説明を行う。そのため、以下の説明では1Dモデル11a2を骨格モデル11a2と呼ぶことにする。   The skeleton model generation unit 12a2 generates a 1D model 11a2 that represents the flow path of the refrigerant based on the identified elements. In the present embodiment, a description will be given on the assumption that the 1D model 11a2 is generated using a method of creating a skeleton model from a 3D model used in CG animation, motion capture, or the like. Therefore, in the following description, the 1D model 11a2 is referred to as a skeleton model 11a2.

節点設定部13aは、節点挿入部13a1、幾何情報算出部13a2、解析情報設定部13a3を有する。
節点挿入部13a1は、骨格モデル11a2に節点を挿入する経路を設定し、該経路に節点を挿入する。
The node setting unit 13a includes a node insertion unit 13a1, a geometric information calculation unit 13a2, and an analysis information setting unit 13a3.
The node insertion unit 13a1 sets a path for inserting a node into the skeleton model 11a2, and inserts the node into the path.

幾何情報算出部13a2は、骨格モデル11a2と3Dモデル11a1との位置関係に基づき、節点を含む3Dモデル11a1の領域の幾何情報(配管半径、体積、断面積等)を算出する。   Based on the positional relationship between the skeleton model 11a2 and the 3D model 11a1, the geometric information calculation unit 13a2 calculates geometric information (piping radius, volume, cross-sectional area, etc.) of the region of the 3D model 11a1 including the nodes.

解析情報設定部13a3は、熱解析に用いる解析情報として、幾何情報算出部13a2で算出された幾何情報や、物性値データベース11a3で管理されている物性値を節点に設定する。これにより、解析モデル11a4が生成される。   The analysis information setting unit 13a3 sets the geometric information calculated by the geometric information calculation unit 13a2 and the physical property values managed by the physical property value database 11a3 as nodes as analysis information used for the thermal analysis. Thereby, the analysis model 11a4 is generated.

図4は物性値データベースの一例を示す図である。
物性値データベース15は、材料名、温度[K]、密度[Kg/m3]、比熱[J/(Kg−K)]、熱伝導率[W/(m−K)]の項目を有し、材料毎の各種熱物性に関する値が登録されている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a physical property value database.
The property value database 15 has items of material name, temperature [K], density [Kg / m3], specific heat [J / (Kg−K)], and thermal conductivity [W / (m−K)]. Values related to various thermophysical properties for each material are registered.

解析部14aは、解析結果が、保証する解析精度を満たすまで、節点に割り当てられた解析情報に基づく解析計算(例えば、温度分布、気液分率、圧力損失等の解析計算)を、節点挿入部13a1に節点の数を増加させつつ行う。この処理により、解析結果が、保証する解析精度を満たすまで、解析モデル11a4が更新されていく。また、本実施の形態では、解析部14aは、解析モデル11a4に対する定常解析結果に基づき、数値計算の収束性を判定し、収束性が所定のレベルを満たさない場合にも、節点挿入部13a1に節点の数を増加させ、解析モデル11a4を更新させる。   The analysis unit 14a inserts an analysis calculation based on the analysis information assigned to the node (for example, an analysis calculation of temperature distribution, gas-liquid fraction, pressure loss, etc.) until the analysis result satisfies the guaranteed analysis accuracy. This is performed while increasing the number of nodes in the portion 13a1. By this processing, the analysis model 11a4 is updated until the analysis result satisfies the guaranteed analysis accuracy. Further, in the present embodiment, the analysis unit 14a determines the convergence of the numerical calculation based on the steady analysis result for the analysis model 11a4, and even when the convergence does not satisfy a predetermined level, the node insertion unit 13a1 The number of nodes is increased, and the analysis model 11a4 is updated.

解析結果出力部15aは、解析モデル11a4を用いた解析計算の結果を出力する。例えば、解析結果出力部15aは、図示しないディスプレイに、冷媒の流路における温度分布、気液分率の分布、圧力損失の分布などを、解析計算の結果得られる節点の物理量(温度、気液分率、圧力等)の値の大きさ毎に色分けして表示する。   The analysis result output unit 15a outputs the result of the analysis calculation using the analysis model 11a4. For example, the analysis result output unit 15a displays the temperature distribution, the distribution of gas-liquid fraction, the distribution of pressure loss, etc. in the flow path of the refrigerant on the display (not shown), and the physical quantities (temperature, gas-liquid) (Fraction, pressure, etc.) are displayed in different colors.

次に解析処理装置10aの動作例についてフローチャートを用いて説明する。
図5は解析処理装置の動作例を示すフローチャートである。
〔S1〕要素特定部12a1は、3Dモデル11a1を領域分割し、領域分割した各形状の特徴探索を行って、3Dモデル11a1の要素を特定する。
Next, an operation example of the analysis processing apparatus 10a will be described using a flowchart.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the analysis processing apparatus.
[S1] The element specifying unit 12a1 divides the 3D model 11a1 into regions, performs a feature search of each shape divided into regions, and specifies the elements of the 3D model 11a1.

〔S2〕骨格モデル生成部12a2は、特定された要素に基づいて、冷媒の流路を表す骨格モデル11a2を生成する。
〔S3〕節点設定部13aは、骨格モデル11a2に節点を挿入し、骨格モデル11a2と3Dモデル11a1との位置関係に基づき、節点を含む3Dモデル11a1の領域の幾何情報を算出し、幾何情報と物性値を含む解析情報を節点に設定する。これにより解析モデル11a4が生成される。
[S2] The skeleton model generation unit 12a2 generates a skeleton model 11a2 representing the flow path of the refrigerant based on the identified elements.
[S3] The node setting unit 13a inserts the node into the skeleton model 11a2, calculates the geometric information of the region of the 3D model 11a1 including the node based on the positional relationship between the skeleton model 11a2 and the 3D model 11a1, Set analysis information including physical property values at nodes. Thereby, the analysis model 11a4 is generated.

〔S4〕解析部14aは、解析モデル11a4において、節点に割り当てられた解析情報に基づき、解析計算を行う。
〔S5〕解析部14aは、解析結果に基づき、数値計算の収束性が所定のレベルを満たし、かつ解析結果が保証する解析精度を満たすか否かを判定する。収束性が所定のレベルを満たさないとき、または解析結果が保証する解析精度を満たさないときは、ステップS3の処理に戻り、節点が追加され解析モデル11a4が更新される。
[S4] The analysis unit 14a performs analysis calculation based on the analysis information assigned to the nodes in the analysis model 11a4.
[S5] Based on the analysis result, the analysis unit 14a determines whether the convergence of the numerical calculation satisfies a predetermined level and satisfies the analysis accuracy guaranteed by the analysis result. When the convergence does not satisfy a predetermined level, or when the analysis accuracy guaranteed by the analysis result is not satisfied, the process returns to step S3, the node is added, and the analysis model 11a4 is updated.

収束性が所定のレベルを満たし、かつ、解析結果が保証する解析精度を満たすときは、ステップS6の処理が行われる。
〔S6〕節点設定部13aは、収束性が所定のレベルを満たし、かつ、解析結果が保証する解析精度を満たすとき、節点の追加を終了して、解析モデル11a4を決定し、解析モデルの作成処理を終了する。
When the convergence satisfies a predetermined level and satisfies the analysis accuracy guaranteed by the analysis result, the process of step S6 is performed.
[S6] The node setting unit 13a finishes adding nodes when the convergence satisfies a predetermined level and satisfies the analysis accuracy guaranteed by the analysis result, determines the analysis model 11a4, and creates an analysis model. The process ends.

次に、図5に示した各処理ステップの一例を説明する。
図6は要素特定処理の一例を示すフローチャートである。
〔S11〕要素特定部12a1は、3Dモデル11a1を取得してメッシュモデル(三角メッシュモデル)に変換する。
Next, an example of each processing step shown in FIG. 5 will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the element specifying process.
[S11] The element specifying unit 12a1 acquires the 3D model 11a1 and converts it into a mesh model (triangular mesh model).

〔S12〕要素特定部12a1は、メッシュモデルの領域分割(セグメンテーション)を行って、プリミティブ形状(例えば、円筒面、平面、トーラス面など)に分離する。
〔S13〕要素特定部12a1は、プリミティブ形状の特徴探索を行い、要素を特定する。
[S12] The element specifying unit 12a1 divides the mesh model into regions (segmentation), and separates the primitive shape (for example, a cylindrical surface, a plane, a torus surface, etc.).
[S13] The element identification unit 12a1 performs a primitive shape feature search to identify an element.

要素特定部12a1は、例えば、特徴探索として、複数の平行平面を探索して、図2に示す冷却装置20のフィン22aを検出することにより、当該形状の要素を凝縮器22であると特定する。   For example, the element specifying unit 12a1 searches for a plurality of parallel planes as a feature search and detects the fins 22a of the cooling device 20 shown in FIG. .

また、要素特定部12a1は、例えば、円のスイープ形状を検出することにより、当該形状の要素を配管23であると特定する。さらに、要素特定部12a1は、このような特徴探索を行った後に残った形状の内、最も大きな形状を検出することにより、当該形状の要素が蒸発器21であることを特定する。   Moreover, the element specific | specification part 12a1 specifies the element of the said shape as the piping 23, for example by detecting the sweep shape of a circle. Furthermore, the element specifying part 12a1 specifies that the element having the shape is the evaporator 21 by detecting the largest shape among the shapes remaining after performing such a feature search.

このように、要素特定部12a1は、解析対象の3Dモデル11a1を領域分割し、領域分割した各形状の特徴探索を行って、3Dモデル11a1の要素を特定する。これにより、解析対象機器の要素(例えば、蒸発器21、凝縮器22、配管23)を明確に分離することが可能になる。   In this way, the element specifying unit 12a1 divides the 3D model 11a1 to be analyzed into regions, performs a feature search of each shape divided into regions, and specifies the elements of the 3D model 11a1. This makes it possible to clearly separate the elements of the analysis target device (for example, the evaporator 21, the condenser 22, and the pipe 23).

次に骨格モデル11a2の生成処理の一例を説明する。
図7は3Dモデルから骨格モデルへの変換例を示す図である。
骨格モデル生成部12a2は、冷却装置20から、蒸発器21と凝縮器22のフィン22aとを取り除いた際の3Dモデルに基づき、冷媒の流路を表す骨格モデル11a2を生成する。
Next, an example of generation processing of the skeleton model 11a2 will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of conversion from a 3D model to a skeleton model.
The skeleton model generation unit 12a2 generates a skeleton model 11a2 representing the refrigerant flow path based on the 3D model when the evaporator 21 and the fins 22a of the condenser 22 are removed from the cooling device 20.

なお、骨格モデル11a2を生成する際には、CGアニメーションやモーションキャプチャ等で使用されるような3Dモデルから骨格モデルに変換する技術を利用することが可能である。3Dモデルから骨格モデルに変換する技術を用いることで、3Dモデルの位相(位相幾何学でいう位相)を再現した、冷媒の流路を表す精度の高い1Dモデルを生成できる。   When generating the skeleton model 11a2, it is possible to use a technique for converting a 3D model into a skeleton model used in CG animation, motion capture, or the like. By using a technique for converting a 3D model into a skeleton model, it is possible to generate a highly accurate 1D model that represents the flow path of the refrigerant, which reproduces the phase of the 3D model (phase in terms of topology).

次に節点設定処理の一例を説明する。骨格モデル11a2への節点の挿入に先立ち、節点を挿入する領域(経路)を規定するための領域の分割点の設定が行われる。
図8〜図10は領域の分割点の設定を説明するための図である。
Next, an example of the node setting process will be described. Prior to the insertion of the nodes into the skeleton model 11a2, the division points of the areas for defining the areas (paths) for inserting the nodes are set.
8 to 10 are diagrams for explaining the setting of the division points of the area.

例えば、骨格モデル生成部12a2では、3Dモデル11a1を骨格モデル11a2に変換すると、骨格モデル11a2の流路m0に対して領域の分割点を設定する。なお、節点設定部13aで領域の分割点を設定してもよい。   For example, when the 3D model 11a1 is converted into the skeleton model 11a2 in the skeleton model generation unit 12a2, a region division point is set for the flow path m0 of the skeleton model 11a2. In addition, you may set the division | segmentation point of an area | region in the node setting part 13a.

図8に示す、領域の分割点設定#1において、骨格モデル生成部12a2は、蒸発器21と凝縮器22の領域枠(bounding box)と、骨格モデル11a2の流路m0との交点を検出し、当該交点を領域の分割点p1〜p8に設定する。   In the area division point setting # 1 shown in FIG. 8, the skeleton model generation unit 12a2 detects the intersection of the area frame (bounding box) of the evaporator 21 and the condenser 22 and the flow path m0 of the skeleton model 11a2. , The intersection points are set as division points p1 to p8 of the region.

図9に示す、領域の分割点設定#2において、骨格モデル生成部12a2は、流路m0の直線部と曲部を検出し、直線部と曲部との接続点と、曲部内の変曲点の位置(曲げ方向が変わる位置)とを検出し、当該交点を領域の分割点p11〜p17に設定する。   In the area division point setting # 2 shown in FIG. 9, the skeleton model generation unit 12a2 detects the straight line part and the curved part of the flow path m0, the connection point between the straight line part and the curved part, and the inflection in the curved part. The position of the point (position where the bending direction changes) is detected, and the intersection is set as the division points p11 to p17 of the region.

図10は、図8、図9それぞれの領域の分割点を含む状態を示している。なお、本例では流路m0に分岐はないが、流路m0に分岐があるような場合は、分岐点も領域の分割点として設定することになる。   FIG. 10 shows a state including the dividing points of the regions in FIGS. In this example, there is no branching in the flow channel m0. However, when there is a branching in the flow channel m0, the branch point is also set as a division point of the region.

次に節点設定処理における、幾何情報の算出処理の例を説明する。
図11は幾何情報の算出処理の例を説明する図である。
幾何情報算出部13a2は、3Dモデル11a1と骨格モデル11a2の位置関係に基づき、例えば、節点p20を含む3Dモデル11a1の領域a1の幾何情報を計算する。3Dモデル11a1と骨格モデル11a2は、座標が一致しているので、図11に示されているように重なる。幾何情報算出部13a2は、例えば、2平面f1、f2で節点p20を含む領域a1を切り取り、切り取った領域a1の形状の幾何情報を算出する。
Next, an example of geometric information calculation processing in the node setting processing will be described.
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a geometric information calculation process.
Based on the positional relationship between the 3D model 11a1 and the skeleton model 11a2, the geometric information calculation unit 13a2 calculates, for example, the geometric information of the region a1 of the 3D model 11a1 including the node p20. Since the 3D model 11a1 and the skeleton model 11a2 have the same coordinates, they overlap as shown in FIG. For example, the geometric information calculation unit 13a2 cuts out a region a1 including the node p20 on the two planes f1 and f2, and calculates geometric information of the shape of the cut out region a1.

以下、ポリゴンモデルにおける幾何情報の例として、経路長、断面積、表面積および体積を算出する場合について説明する。
(a)経路長
経路長Lは、区切られた領域の線モデルの長さとする。経路長Lは、以下の式(1)で求められる。
Hereinafter, as an example of geometric information in the polygon model, a case where a path length, a cross-sectional area, a surface area, and a volume are calculated will be described.
(A) Path length The path length L is the length of the line model of the partitioned area. The path length L is obtained by the following equation (1).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

なお、m+1は、線モデルの頂点数、viは、線モデルの頂点の座標である。
(b)断面積
断面積Aは、以下の式(2)で求められる。
Note that m + 1 is the number of vertices of the line model, and vi is the coordinates of the vertices of the line model.
(B) Cross-sectional area The cross-sectional area A is calculated | required by the following formula | equation (2).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

なお、l+1は断面多角形の頂点数、qjは、断面多角形の頂点の座標である。
(c)表面積
表面積は、n個の三角形の面積の総和である。1つの三角形の面積は以下の式(3)で求められる。
Here, l + 1 is the number of vertices of the cross-sectional polygon, and qj is the coordinates of the vertices of the cross-sectional polygon.
(C) Surface area The surface area is the sum of the areas of n triangles. The area of one triangle is obtained by the following equation (3).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

なお、式(3)中のパラメータの定義を図12に示す。
(d)体積
体積Vは、三角形の頂点a、b、cと原点との4点から構成される四面体の符号付体積の総和で計算され、下記の式(4)で求められる。
In addition, the definition of the parameter in Formula (3) is shown in FIG.
(D) Volume The volume V is calculated by the sum of the signed volumes of a tetrahedron composed of four points of the vertices a, b, c of the triangle and the origin, and is obtained by the following equation (4).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

次に、領域の分割点設定後から解析モデル11a4を生成するまでの動作について図13〜図16を用いて説明する。
図13、図14は節点設定部および解析部の動作例を示すフローチャートである。図15、図16は解析モデルの生成過程の一例を示す図である。
Next, operations from setting the segmentation points to generating the analysis model 11a4 will be described with reference to FIGS.
13 and 14 are flowcharts showing examples of operation of the node setting unit and the analysis unit. 15 and 16 are diagrams showing an example of the generation process of the analysis model.

〔S21〕節点挿入部13a1は、骨格モデル生成部12a2で生成された骨格モデル11a2を取得すると、骨格モデル11a2の領域の分割点間の経路長の中で、最も長い経路長を持つ経路を、最初に節点を挿入すべき経路として選択する。   [S21] When the node insertion unit 13a1 acquires the skeleton model 11a2 generated by the skeleton model generation unit 12a2, the route having the longest path length among the path lengths between the division points of the region of the skeleton model 11a2 is calculated. First select a node as a path to be inserted.

ここで、n(=0、1、2、・・・)を経路長設定の更新回数(節点数の更新回数)とした場合、更新回数n回目の経路の長さを経路長Lnで表す。なお、ステップS21は、経路の最初の設定処理の段階なので、n=0とする。したがって、ステップS21で設定した経路の経路長は、経路長L0と表せる。なお、図15の状態St1に、経路長L0の経路を示す(図15の例では、領域の分割点間で最も長い経路が2本ある)。 Here, when n (= 0, 1, 2,...) Is defined as the number of updates of the path length setting (the number of updates of the number of nodes), the length of the n-th updated number of paths is represented by the path length L n . . Note that step S21 is the initial route setting process, so n = 0. Therefore, the route length of the route set in step S21 can be expressed as a route length L 0 . In addition, in the state St1 in FIG. 15, the route having the route length L 0 is shown (in the example in FIG. 15, there are two longest routes between the division points in the region).

〔S22〕節点挿入部13a1は、更新回数がn(=0、1、2、・・・)回目の経路に対して、挿入すべき節点数を求める。例えば、骨格モデル11a2の流路上に、節点(または境界の分割点)iと、節点i+1とがあり、節点iと、節点i+1との間の経路長をLi,i+1、更新回数n回目の経路の経路長をLnとした場合、節点数Nは、N=Li,i+1/Lnで求める。 [S22] The node insertion unit 13a1 obtains the number of nodes to be inserted for the path whose number of updates is n (= 0, 1, 2,...). For example, there is a node (or boundary dividing point) i and a node i + 1 on the flow path of the skeleton model 11a2, and the path length between the node i and the node i + 1 is L i, i + 1 , and the number of updates n. When the route length of the second route is L n , the number N of nodes is obtained by N = L i, i + 1 / L n .

〔S23〕節点挿入部13a1は、当該経路上に対して、N個の節点を等間隔に並べて挿入する。図15の状態St2に、節点を挿入した状態を示す。
〔S24〕幾何情報算出部13a2は、図11に示したように、3Dモデル11a1と骨格モデル11a2とを重ね合わせて(位置合わせして)、体積、平均断面積などの幾何情報を算出する。算出した幾何情報は、解析情報設定部13a3により節点に設定される。
[S23] The node insertion unit 13a1 inserts N nodes at equal intervals on the path. A state St2 in FIG. 15 shows a state where nodes are inserted.
[S24] As shown in FIG. 11, the geometric information calculation unit 13a2 superimposes (aligns) the 3D model 11a1 and the skeleton model 11a2 to calculate geometric information such as volume and average cross-sectional area. The calculated geometric information is set as a node by the analysis information setting unit 13a3.

〔S25〕節点挿入部13a1は、経路長の更新回数nが0か否かを判断する。n=0の場合(経路長の更新をまだ行っていない当初経路(領域の分割点間で最も長い経路)の場合)はステップS26へ行き、n≠0の場合(経路長を更新している場合)はステップS27へ行く。   [S25] The node insertion unit 13a1 determines whether or not the path length update count n is zero. In the case of n = 0 (in the case of the initial route that has not been updated yet (the longest route between the division points in the region)), the process goes to step S26, and in the case of n ≠ 0 (the route length is updated). If), go to step S27.

〔S26〕解析情報設定部13a3は、経路上の節点に対して、物性値データベース11a3から選択したパラメータを設定する。
〔S27〕解析情報設定部13a3は、当該n回目に更新した経路と同一領域の分割点間に存在する、(n−1)回目に更新された経路における節点を認識する。そして、認識した節点の物性値に関するパラメータを、当該n回目更新時の経路の節点に設定する。
[S26] The analysis information setting unit 13a3 sets the parameter selected from the physical property value database 11a3 for the nodes on the route.
[S27] The analysis information setting unit 13a3 recognizes a node in the (n-1) th updated route that exists between the divided points in the same region as the nth updated route. Then, the parameter related to the physical property value of the recognized node is set to the node of the route at the time of the n-th update.

〔S28〕解析部14aは、幾何情報および物性値のパラメータが設定された節点に対して定常解析(1次元定常解析)を実施する。
〔S29〕解析部14aは、定常解析の計算収束性を評価する。すなわち、解析部14aは、定常解析の数値計算で得られた残差が所定のレベル(閾値)を超えるか否かを判断する。残差が閾値以上の場合はステップS30へ行き、残差が閾値より小さい場合はステップS31へ行く。
[S28] The analysis unit 14a performs steady analysis (one-dimensional steady analysis) on the nodes for which geometric information and physical property value parameters are set.
[S29] The analysis unit 14a evaluates the calculation convergence of the steady analysis. That is, the analysis unit 14a determines whether or not the residual obtained by the numerical calculation of the steady analysis exceeds a predetermined level (threshold value). If the residual is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S30, and if the residual is smaller than the threshold, the process proceeds to step S31.

〔S30〕節点挿入部13a1は、経路長の更新処理を行う。例えば、(n+1)回目の経路長Ln+1は、n回目に更新した経路長の半分に短縮して(Ln+1=0.5×Ln)、経路長を更新し、ステップS22へ戻る。 [S30] The node insertion unit 13a1 performs path length update processing. For example, the (n + 1) -th route length L n + 1 is shortened to half the route length updated at the n-th time (L n + 1 = 0.5 × L n ), and the route length is updated. Return to.

〔S31〕解析部14aは、当該n回目の更新処理で計算収束性が得られたときの解析計算結果を示す評価値Vnを求める。
〔S32〕解析部14aは、(n−1)回目の更新処理で計算収束性が保証されたときの解析計算結果を示す評価値V(n-1)と、n回目の更新処理で計算収束性が得られたときの解析計算結果を示す評価値Vnとを比較する。評価値V(n-1)が評価値Vnより高い場合は、ステップS33へ行き、評価値Vnが評価値V(n-1)より高い場合は、ステップS30へ戻る。
[S31] The analysis unit 14a obtains an evaluation value V n indicating an analysis calculation result when calculation convergence is obtained in the n-th update process.
[S32] The analysis unit 14a calculates the evaluation value V (n-1) indicating the analysis calculation result when the calculation convergence is ensured in the (n-1) th update process, and the calculation convergence in the nth update process. The evaluation value V n indicating the analysis calculation result when the property is obtained is compared. If the evaluation value V (n-1) is higher than the rated value V n, go to step S33, if the evaluation value V n is higher than the evaluation value V (n-1), the process returns to step S30.

なお、解析部14aは、温度分布、気液分率、圧力損失の少なくとも1つの解析計算を行い、いずれかの解析計算結果の評価値比較を行う。
〔S33〕節点設定部13aは、(n−1)回目の更新処理のときの経路上に挿入されている節点の数および位置を選択決定し、これら節点を持つ解析モデルを、例えば最終的な解析モデルとして決定して、記憶部11aまたは解析処理装置10aの外部に出力する。
The analysis unit 14a performs at least one analysis calculation of temperature distribution, gas-liquid fraction, and pressure loss, and compares evaluation values of any of the analysis calculation results.
[S33] The node setting unit 13a selects and determines the number and positions of nodes inserted on the path at the time of the (n-1) -th update process, and determines an analysis model having these nodes, for example, as a final It determines as an analysis model and outputs it outside the memory | storage part 11a or the analysis processing apparatus 10a.

なお、図16の状態St3は、定常解析が行われて、計算収束性、解析精度を保証する節点の数および位置について、節点挿入数を増加させながら調べる状態を示している。また、図16の状態St4では、最終的な解析モデルが生成された状態を示している。   Note that a state St3 in FIG. 16 shows a state in which steady analysis is performed and the number and positions of nodes that guarantee calculation convergence and analysis accuracy are checked while increasing the number of inserted nodes. In addition, a state St4 in FIG. 16 shows a state in which a final analysis model has been generated.

上記のように、解析部14aでは、(n−1)、n回目の経路長更新処理で計算収束性が得られたときの解析計算結果を示す評価値を比較して、評価値の高い側の経路上に挿入されている節点の数および位置を選択して、解析モデル11a4を生成する。これにより、解析精度の高い適切な節点数および節点位置を含む解析モデル11a4を生成することが可能になる。   As described above, the analysis unit 14a compares (n−1) and the evaluation value indicating the analysis calculation result when the calculation convergence is obtained in the n-th path length update process, and the higher evaluation value is obtained. The number and positions of the nodes inserted on the path are selected, and the analysis model 11a4 is generated. This makes it possible to generate an analysis model 11a4 including an appropriate number of nodes and node positions with high analysis accuracy.

次に解析部14aの計算収束性の判定処理(上記のステップS28、S29)の例を説明する。解析部14aは、例えば、質量保存式やナビエ・ストークス方程式などを用いて定常解析を行う。この場合、数値計算式f(x)において、定常状態(真の解)Xαでは以下の式(5)の関係が成り立つ。   Next, an example of the calculation convergence determination process (steps S28 and S29 described above) of the analysis unit 14a will be described. The analysis unit 14a performs a steady analysis using, for example, a mass conservation equation or a Navier-Stokes equation. In this case, in the numerical formula f (x), the relationship of the following formula (5) is established in the steady state (true solution) Xα.

f(Xα)=0・・・(5)
解析部14aは、反復計算により解Xiを更新していく(iは反復回数、Xiはi回目の解)。このとき、反復が収束したと見なすには、f(Xi)のノルムが閾値ε1よりも小さくなるか否かの判定を行う。判定式は以下の式(6)である。
f (Xα) = 0 (5)
The analysis unit 14a updates the solution Xi by iterative calculation (i is the number of iterations, and Xi is the i-th solution). At this time, in order to consider that the iteration has converged, it is determined whether or not the norm of f (Xi) is smaller than the threshold ε 1 . The determination formula is the following formula (6).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

式(6)の左辺は残差と呼び、解析部14aは残差がε1より小さければ定常状態を計算できるモデルと判断する。また、解析部14aは反復回数iが予め決めた最大反復回数に達しても残差がε1以上の場合は、定常状態を計算できないモデルと判断する。 The left side of Equation (6) is called a residual, and the analysis unit 14a determines that the model can calculate a steady state if the residual is smaller than ε 1 . The analysis unit 14a determines that the steady state cannot be calculated if the residual is ε 1 or more even when the number of iterations i reaches the predetermined maximum number of iterations.

次に解析部14aにおける(n−1)回目、n回目の更新時の解析結果の比較処理において、温度分布を比較する場合を例にして説明する。
図17は温度分布の解析結果の一例を示す図である。縦軸は温度[K]、横軸は経路長[mm]である。各経路長に挿入されている節点の温度の解析結果が示されている。図中、ひし形マークが(n−1)回目の更新時における節点の温度を示し、×マークがn回目の更新時における節点の温度を示している。
Next, a case will be described as an example in which temperature distributions are compared in the comparison processing of analysis results at the (n−1) th and nth update in the analysis unit 14a.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the analysis result of the temperature distribution. The vertical axis represents temperature [K], and the horizontal axis represents path length [mm]. The analysis result of the temperature of the node inserted in each path length is shown. In the figure, the diamond mark indicates the temperature of the node at the (n−1) th update, and the x mark indicates the temperature of the node at the nth update.

図18は温度分布の解析結果のデータ補間例を示す図である。縦軸は温度[K]、横軸は経路長[mm]である。図16に示したマークをスプライン補間などにより、データ補間したものである。   FIG. 18 is a diagram showing an example of data interpolation of the temperature distribution analysis result. The vertical axis represents temperature [K], and the horizontal axis represents path length [mm]. The marks shown in FIG. 16 are data interpolated by spline interpolation or the like.

図19はデータの比較評価例を示す図である。スプライン補間等によって補間された後のデータに対して、解析部14aは比較評価を行う。ここで、経路長の最小値を評価点L0、最大値をLm-1とする。このとき、評価式は以下の式(7)となる。 FIG. 19 shows an example of comparative evaluation of data. The analysis unit 14a performs comparative evaluation on the data after being interpolated by spline interpolation or the like. Here, it is assumed that the minimum value of the path length is the evaluation point L 0 and the maximum value is L m−1 . At this time, the evaluation formula is the following formula (7).

Figure 2015146166
Figure 2015146166

ε2は閾値であり、Tj nは、n回目の更新時のモデルにおける評価点Ljの位置の温度である。閾値ε2は保証する解析精度に基づいた値に設定される。
上記のように、解析部14aが、(n−1)回目、n回目のモデルの解析結果について、温度分布、気液分率、圧力損失の少なくとも1つの解析計算結果の評価値比較を行う。
ε 2 is a threshold, and T j n is the temperature at the position of the evaluation point L j in the model at the n-th update. The threshold ε 2 is set to a value based on the guaranteed analysis accuracy.
As described above, the analysis unit 14a compares the evaluation values of at least one analysis calculation result of temperature distribution, gas-liquid fraction, and pressure loss with respect to the analysis results of the (n-1) th and n-th models.

上記の例では、解析部14aは、温度分布に関して、n回目の経路長更新処理で計算収束性が得られたときの解析計算結果を示す評価値と、(n−1)回目の経路長更新処理で計算収束性が得られたときの解析計算結果を示す評価値との差分演算を行う。   In the above example, the analysis unit 14a relates to the temperature distribution, the evaluation value indicating the analysis calculation result when the calculation convergence is obtained by the n-th path length update process, and the (n-1) -th path length update. A difference operation with an evaluation value indicating an analysis calculation result when calculation convergence is obtained by the processing is performed.

そして、差分演算結果が閾値より小さい場合は、(n−1)回目の経路長更新処理のときの経路上に挿入されている節点の数および位置が選択される。これにより、最少の節点数で精度の高い解を得られる節点数を決定することが可能になる。   When the difference calculation result is smaller than the threshold value, the number and position of nodes inserted on the route at the time of the (n-1) th route length update process are selected. This makes it possible to determine the number of nodes that can obtain a highly accurate solution with the minimum number of nodes.

以上説明したように、解析処理装置10aによれば、気液相変化を利用した熱輸送装置/冷却装置の冷却性能を予測するための解析モデルの作成に関し、まず、形状の領域分割と特徴形状の検査により、3Dモデルから気液冷却装置の要素が特定される。   As described above, according to the analysis processing device 10a, regarding the creation of the analysis model for predicting the cooling performance of the heat transport device / cooling device using the gas-liquid phase change, first, the shape segmentation and the feature shape Through this inspection, the elements of the gas-liquid cooling device are specified from the 3D model.

そして、要素を特定した上で、骨格モデルを生成し、配管半径、体積、断面積などの解析に必要な幾何情報が計算される。さらに、節点数を増加させながらの解析計算が反復して行われ、計算収束性、解析精度が保証される最少の節点数、位置が自動的に決定され、解析モデルが生成される。   Then, after specifying the elements, a skeleton model is generated, and geometric information necessary for analysis such as the pipe radius, volume, and cross-sectional area is calculated. Further, the analysis calculation is repeatedly performed while increasing the number of nodes, the minimum number of nodes and positions where the calculation convergence and analysis accuracy are guaranteed are automatically determined, and an analysis model is generated.

これにより、保証する解析精度を考慮した節点の設定が自動で行われるため、解析者が予め適切な節点数を検証したりする手間を省け、精度のよい解析モデルを短期間で作成できるようになる。また、熱輸送装置/冷却装置の要素の特定を自動的に行うようにしたり、幾何情報を自動的に算出したりすることで、解析モデルの作成期間をより短縮できる。   This automatically sets the nodes in consideration of the guaranteed analysis accuracy, so that the analyst can save time and effort to verify the appropriate number of nodes in advance and create an accurate analysis model in a short period of time. Become. Also, the analysis model creation period can be further shortened by automatically specifying the elements of the heat transport device / cooling device or automatically calculating the geometric information.

また、作成される解析モデルは、保証する解析精度を満たす最少の節点数となっているため、解析に使用する解析情報を少なく抑えられ、解析時間そのものも短縮できるようになる。このように、本実施の形態の解析処理装置10aでは、解析にかかる作業時間を短縮できるようになる。   In addition, since the created analysis model has the minimum number of nodes that satisfies the guaranteed analysis accuracy, the analysis information used for the analysis can be reduced, and the analysis time itself can be shortened. Thus, in the analysis processing apparatus 10a of the present embodiment, the work time required for analysis can be shortened.

また、本実施の形態の解析処理装置10aにより、解析者の経験によらず、高精度の解析処理が行えるので、各解析者によって解析精度が異なってしまうなどの不都合を解消することも可能になる。   In addition, the analysis processing apparatus 10a according to the present embodiment can perform high-precision analysis processing regardless of the analyst's experience, so that it is possible to eliminate inconveniences such as different analysis accuracy depending on each analyst. Become.

なお、上記の説明では、冷媒の流路に分岐のない冷却装置の解析モデルを生成する場合について説明したが、分岐のある冷却装置の解析モデルについても同様にして生成することが可能である。   In the above description, the case of generating the analysis model of the cooling device without branching in the refrigerant flow path has been described. However, the analysis model of the cooling device with branching can be generated in the same manner.

なお、上記に示した解析処理装置10、10aの処理機能は、コンピュータによって実現可能である。
図20は本実施の形態に用いるコンピュータのハードウェアの一例を示す図である。
The processing functions of the analysis processing apparatuses 10 and 10a described above can be realized by a computer.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of computer hardware used in this embodiment.

解析処理装置10、10aは、例えば図20に示すようなコンピュータ100により実現される。コンピュータ100は、CPU101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス108を介してRAM102と複数の周辺機器が接続されている。   The analysis processing devices 10 and 10a are realized by a computer 100 as shown in FIG. 20, for example. The entire computer 100 is controlled by a CPU 101. The CPU 101 is connected to the RAM 102 and a plurality of peripheral devices via the bus 108.

RAM102は、コンピュータ100の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。   The RAM 102 is used as a main storage device of the computer 100. The RAM 102 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs to be executed by the CPU 101. The RAM 102 stores various data necessary for processing by the CPU 101.

バス108に接続されている周辺機器としては、HDD103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、光学ドライブ装置106、および通信インタフェース107がある。   Peripheral devices connected to the bus 108 include an HDD 103, a graphic processing device 104, an input interface 105, an optical drive device 106, and a communication interface 107.

HDD103は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。HDD103は、コンピュータ100の二次記憶装置として使用される。HDD103には、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。   The HDD 103 magnetically writes and reads data to and from the built-in disk. The HDD 103 is used as a secondary storage device of the computer 100. The HDD 103 stores an OS program, application programs, and various data. Note that a semiconductor storage device such as a flash memory can also be used as the secondary storage device.

グラフィック処理装置104には、モニタ104aが接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令に従って、画像をモニタ104aの画面に表示させる。モニタ104aとしては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。   A monitor 104 a is connected to the graphic processing device 104. The graphic processing device 104 displays an image on the screen of the monitor 104a in accordance with a command from the CPU 101. Examples of the monitor 104a include a display device using a CRT (Cathode Ray Tube) and a liquid crystal display device.

入力インタフェース105には、キーボード105aとマウス105bとが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード105aやマウス105bから送られてくる信号をCPU101に送信する。なお、マウス105bは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。   A keyboard 105 a and a mouse 105 b are connected to the input interface 105. The input interface 105 transmits signals sent from the keyboard 105a and the mouse 105b to the CPU 101. Note that the mouse 105b is an example of a pointing device, and other pointing devices can also be used. Examples of other pointing devices include a touch panel, a tablet, a touch pad, and a trackball.

光学ドライブ装置106は、レーザ光などを利用して、光ディスク106aに記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク106aは、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク106aには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(Rewritable)などがある。   The optical drive device 106 reads data recorded on the optical disc 106a using laser light or the like. The optical disk 106a is a portable recording medium on which data is recorded so that it can be read by reflection of light. Examples of the optical disc 106a include a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and a CD-R (Recordable) / RW (Rewritable).

通信インタフェース107は、ネットワーク110に接続されている。通信インタフェース107は、ネットワーク110を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。   The communication interface 107 is connected to the network 110. The communication interface 107 transmits and receives data to and from other computers or communication devices via the network 110.

以上のようなハードウェアによって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。また、コンピュータで本実施の形態の処理機能を実現する場合、解析処理装置10aが有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。   The processing functions of the present embodiment can be realized by the hardware as described above. Further, when the processing functions of the present embodiment are realized by a computer, a program describing the processing contents of the functions of the analysis processing apparatus 10a is provided.

そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置(HDD)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、DVD、DVD−RAM、CD−ROM/RWなどがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto Optical disk)などがある。なおプログラムを記録する記録媒体には、一時的な伝搬信号自体は含まれない。   By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic storage device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory. Examples of the magnetic storage device include a hard disk device (HDD), a flexible disk (FD), and a magnetic tape. Optical discs include DVD, DVD-RAM, CD-ROM / RW, and the like. Magneto-optical recording media include MO (Magneto Optical disk). The recording medium for recording the program does not include a temporary propagation signal itself.

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。   When distributing the program, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。   The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. In addition, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.

また、上記の処理機能の少なくとも一部を、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)などの電子回路で実現することもできる。   In addition, at least a part of the above processing functions can be realized by an electronic circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PLD (Programmable Logic Device).

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の要素は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の要素や工程が付加されてもよい。   As mentioned above, although embodiment was illustrated, the element of each part shown by embodiment can be substituted by the other thing which has the same function. Moreover, other arbitrary elements and processes may be added.

10 解析処理装置
11 記憶部
12 1Dモデル生成部
13 節点設定部
14 解析部
M1 3Dモデル
M2 1Dモデル
M3 解析モデル
N 節点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Analysis processing apparatus 11 Memory | storage part 12 1D model production | generation part 13 Node setting part 14 Analysis part M1 3D model M2 1D model M3 Analysis model N Node

Claims (7)

熱輸送装置の3次元モデルから、冷媒の流路を表す1次元モデルを生成する1次元モデル生成部と、
前記1次元モデルに、熱解析に用いる解析情報を割り当てた節点を設定する節点設定部と、
解析結果が保証する解析精度を満たすまで、前記節点に割り当てられた前記解析情報に基づく解析計算を、前記節点設定部に前記節点の数を増加させつつ反復して行う解析部と、
を有することを特徴とする解析処理装置。
A one-dimensional model generation unit that generates a one-dimensional model representing the flow path of the refrigerant from the three-dimensional model of the heat transport device;
A node setting unit for setting a node to which analysis information used for thermal analysis is assigned to the one-dimensional model;
An analysis unit that repeatedly performs the analysis calculation based on the analysis information assigned to the node while increasing the number of nodes in the node setting unit until the analysis accuracy guaranteed by the analysis result is satisfied;
An analysis processing apparatus comprising:
前記節点設定部は、前記1次元モデルと前記3次元モデルとの位置を合わせた上で、前記節点を含む前記3次元モデルの領域の幾何情報を計算し、前記幾何情報を含む前記解析情報を前記節点に割り当てる、ことを特徴とする請求項1に記載の解析処理装置。   The node setting unit calculates the geometric information of the region of the three-dimensional model including the nodes after aligning the positions of the one-dimensional model and the three-dimensional model, and calculates the analysis information including the geometric information. The analysis processing apparatus according to claim 1, wherein the analysis processing apparatus is assigned to the node. 前記1次元モデル生成部は、前記3次元モデルから、前記熱輸送装置に含まれる複数の要素を特定し、前記複数の要素のうち、前記冷媒の流路となる要素を選択して、選択した前記要素に基づいて、前記1次元モデルを生成する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の解析処理装置。   The one-dimensional model generation unit identifies a plurality of elements included in the heat transport device from the three-dimensional model, and selects and selects an element that is a flow path for the refrigerant among the plurality of elements. The analysis processing apparatus according to claim 1, wherein the one-dimensional model is generated based on the element. 前記1次元モデル生成部は、前記3次元モデルを骨格モデルに変換することで、前記1次元モデルを生成することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の解析処理装置。   The analysis processing apparatus according to claim 1, wherein the one-dimensional model generation unit generates the one-dimensional model by converting the three-dimensional model into a skeleton model. 前記解析部は、前記解析計算の収束性を判定し、前記解析計算が所定のレベルに収束するまで、前記節点の数を増加させる、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の解析処理装置。   5. The analysis unit according to claim 1, wherein the analysis unit determines the convergence of the analysis calculation and increases the number of nodes until the analysis calculation converges to a predetermined level. The analysis processing apparatus described in 1. 解析処理装置が、
熱輸送装置の3次元モデルから、冷媒の流路を表す1次元モデルを生成し、
前記1次元モデルに、熱解析に用いる解析情報を割り当てた節点を設定し、
解析結果が保証する解析精度を満たすまで、前記節点に割り当てられた前記解析情報に基づく解析計算を、前記節点の数を増やしつつ反復して行う、
ことを特徴とする解析処理方法。
Analysis processing device
Generate a one-dimensional model representing the flow path of the refrigerant from the three-dimensional model of the heat transport device,
In the one-dimensional model, set a node assigned analysis information used for thermal analysis,
Analytical calculation based on the analysis information assigned to the nodes is repeatedly performed while increasing the number of nodes until the analysis result satisfies the analysis accuracy guaranteed.
An analysis processing method characterized by that.
熱輸送装置の3次元モデルから、冷媒の流路を表す1次元モデルを生成し、
前記1次元モデルに、熱解析に用いる解析情報を割り当てた節点を設定し、
解析結果が保証する解析精度を満たすまで、前記節点に割り当てられた前記解析情報に基づく解析計算を、前記節点の数を増やしつつ反復して行う、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Generate a one-dimensional model representing the flow path of the refrigerant from the three-dimensional model of the heat transport device,
In the one-dimensional model, set a node assigned analysis information used for thermal analysis,
Analytical calculation based on the analysis information assigned to the nodes is repeatedly performed while increasing the number of nodes until the analysis result satisfies the analysis accuracy guaranteed.
A program that causes a computer to execute processing.
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