JP4153258B2

JP4153258B2 - 流体解析条件設定装置

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Publication number: JP4153258B2
Application number: JP2002219548A
Authority: JP
Inventors: 香壱清水
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-07-29
Also published as: JP2004062501A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の重なり領域の確認、及び領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することで、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる流体解析条件設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）：流体解析の説明
従来、流体解析では、例えば、複数の部品（発熱部品等）が取り付けられた装置内を冷却するために流す流体の流れベクトル分布、圧力分布、温度分布等の解析を行っている。これにより、部品の材質、配置等による効率的、効果的な冷却を行うようにするものである。
【０００３】
図１３は流体解析の説明図である。図１３において、装置１０内に発熱部品Ａ、Ｂが取り付けられている。また、冷却流体は、装置１０の流体流入口１１から流入し、部品Ａ、Ｂを冷却し、流体排出口１２から排出される。流体解析では、部品の材質、比熱、発熱量、表面積、熱伝導率等を用いて数値計算を行うものである。
【０００４】
流体解析結果を図１４〜図１６で説明する。図１４は流れベクトル図である。図１４において、装置１０内の各矢印の大きさで流体の流れの強さを表し、各矢印の向きで流体の流れの方向を表している。図１５は圧力図である。図１５において、装置１０内の流体の圧力の分布を斜線の変化（実際は色の濃度変化）で表してある。図１６は温度図である。図１６において、装置１０内の流体と部品の温度の分布を斜線の変化（実際は色の濃度変化）で表してある。
【０００５】
上記図１３〜図１６の例では、部品の重なりはないが、実際は装置１０内で部品の重なりがある場合がある。このため、数値解析条件の設定を行う際に、部品が重なった領域を確認する必要があるが、３次元描画された複数部品の配置を眺めて重なっている部品を探すことになる。
【０００６】
図１７は従来例の説明図である。図１７において、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃが設けてある。部品Ａと部品Ｂの重なり領域が領域１であり、部品Ｂと部品Ｃの重なり領域が領域２である。なお、各部品に付けた括弧内の数字は優先順位を示している。
【０００７】
図１７のように、異なる材質（材質により比熱、熱伝導率等が相違する）の部品（この例では直方体の部品）が重なって配置されている場合、重なった領域において優先される部品の材質を用いて数値計算を行う。このため、数値解析条件の設定を行う際に、部品が重なった領域を確認する必要があるが、３次元描画された複数部品の配置を眺めて重なっている部品を探すことになる。
【０００８】
一般に、部品を定義する順番や整数のＩＤ番号を基に優先順を決定し、部品情報が定義されている表やツリーを用いて確認する（図１８、図１９参照）。部品をマウスクリックすると、選択された部品がツリーや表の文字背景カラー等に反映されるので、部品位置関係から重なった部品情報を確認することができる。
【０００９】
図１８は従来の優先順を定義したツリーの説明図である。図１８において、優先順位は部品Ａが一番で以下部品Ｂ、部品Ｃ・・の順である。図１９は従来の優先ＩＤを定義した表の説明図である。図１９において、優先ＩＤは、部品Ａが「１」、部品Ｂが「３」、部品Ｃが「２」である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、次のような課題があった。
【００１１】
従来は、部品数が多くなると、３次元描画された画面を眺めて部品が重なっている領域を探すのが困難なものであった。また、重なった領域を確認できても、ツリーや表による優先順位の確認作業に時間を要するものであった。
【００１２】
本発明はこのような従来の課題を解決し、多数部品が存在する場合に、部品同士が重なり合っている場所を容易に特定することができ、部品が重なり合っている場合、その重なり位置においてどの部品の材料物性が優先されているのかを短時間で確認できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。図１において、１ａは条件設定処理手段、２ａは表示手段、３ａは入力手段、５ａは重なり領域処理手段、６ａは部品優先度処理手段、７ａは制御部である。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するため次のような手段を有する。
【００１５】
（１）：複数の部品から構成される流体解析モデルにおける流体解析条件の設定を行う条件設定処理手段１ａを備え、前記条件設定処理手段１ａは、前記複数の部品による重なり領域を順番に強調表示する重なり領域処理手段５ａと、該強調表示された重なり領域を構成する部品を順番に強調表示する部品優先度処理手段６ａとを有する。このため、部品の重なり領域の確認及び重なり領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能であるため、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００１６】
（２）：前記（１）の流体解析条件設定装置において、前記複数の部品の重なり領域を管理する重なり領域管理スライダーを備え、前記重なり領域管理スライダーを両端間で移動することで、前記重なり領域処理手段５ａは、表示画面に前記複数の部品による重なり領域を順番に強調表示する。このため、重なり領域管理スライダーで部品の重なり領域の確認を容易に行うことができ、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
（３）：前記（１）又は（２）の流体解析条件設定装置において、前記重なり領域を構成する部品を表示する優先順位表示スライダーを備え、前記優先順位表示スライダーを両端間で移動することで、前記部品優先度処理手段６ａは、前記強調表示された重なり領域において重なっている部品を個々に順番に強調表示する。このため、優先順位表示スライダーで重なり領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能であるため、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
（４）：前記（３）の流体解析条件設定装置において、優先順位を変更する優先順位変更手段を備え、前記部品優先度処理手段６ａは、前記優先順位変更手段により前記優先順位表示スライダーで強調表示されている部品に対して優先順を入れ替える。このため、優先順位変更手段により複数部品の優先順位を容易に変更でき、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
流体解析では、重なった領域において優先される部品の材質を用いて数値計算を行う。この数値解析条件の設定を行う際に、部品が重なった領域を確認する必要があるが、３次元描画された複数部品の配置を眺めて重なっている部品を探すことになる。
【００２０】
（１）：流体解析条件設定装置の説明
図２は流体解析条件設定装置の説明図である。図２において、流体解析条件設定装置には、流体解析（熱流体解析）条件の設定処理を行う条件設定処理装置１、表示装置２、キーボード３、マウス４が設けてある。また、条件設定処理装置１には、重なり領域データ５、部品優先度データ６、ＣＰＵ（中央処理装置）７が設けてある。
【００２１】
条件設定処理装置１は、流体解析条件の設定処理を行うパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の条件設定処理手段である。表示装置２は、流体解析条件の設定表示等を行う表示手段である。キーボード３は、キーにより情報の入力を行う入力手段である。マウス４は、マウスの操作により情報の入力を行う入力手段である。重なり領域データ５は、部品の重なり領域データを格納する記憶手段である。部品優先度データ６は、重なり領域の部品の優先度データを格納する記憶手段である。ＣＰＵ７は、全体の処理を行う制御部であり、ＣＰＵ７の制御により重なり領域処理手段が重なり領域データを用いて重なり領域の表示処理を行い、ＣＰＵ７の制御により部品優先度処理手段が部品優先度データ６、優先順位変更手段等を用いて流体解析に使用する部品を決定するものである。
【００２２】
図３は重なり領域データの構造の説明図である。図３において、各部品に対する重なり領域情報のデータ構造（リストデータ）を示している。例えば、ある部品には、重なり領域１、重なり領域２、・・があることを示している。重なり領域１から重なり領域２への矢印は、重なり領域の表示の場合、重なり領域１から表示されることを示している。
【００２３】
図４は重なり領域に対する部品データ構造の説明図である。図４において、各重なり領域に対する部品情報データ構造（リストデータ）の説明である。例えば、ある重なり領域には、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃ、・・が重なっていることを示している。矢印は、優先順位を示しており、部品Ａが最も優先度が高く、次に部品Ｂ、部品Ｃの順になっている。
【００２４】
（２）：複数部品における重なり領域の説明
図５は複数部品における重なり領域（２次元図）の説明図である。図５の２次元図において、部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが設けてある。領域１は、部品Ａと部品Ｂが重なった領域である。領域２は、部品Ｂと部品Ｄが重なった領域である。領域３は、部品Ｃと部品Ｄが重なった領域である。領域４は、部品Ｄと部品Ｅが重なった領域である。領域５は、部品Ｄと部品Ｅと部品Ｆが重なった領域である。領域６は、部品Ｄと部品Ｆが重なった領域である。領域７は、部品Ｅと部品Ｆが重なった領域である。
【００２５】
図６は重なり領域を表示するフローチャートである。以下、ＣＰＵ７の制御により重なり領域処理手段が行う重なり領域表示処理を処理Ｓ１〜Ｓ３に従って説明する。
【００２６】
Ｓ１：ＣＰＵ７は、先頭の重なり領域番号を取得し、処理Ｓ２に移る。
【００２７】
Ｓ２：ＣＰＵ７は、重なり領域を表示装置２の画面に表示し、処理Ｓ３に移る。
【００２８】
Ｓ３：ＣＰＵ７は、次の重なり領域番号を取得できるかどうか判断する。この判断で、次の重なり領域番号を取得した場合は処理Ｓ２に戻り、取得できない場合は処理を終了する。
【００２９】
（スライダーを使用する場合の説明）
複数の部品の重なり領域を管理するための重なり領域管理スライダーを備え、重なり領域管理スライダーを両端間で移動することで、重なり領域処理手段（ＣＰＵ７）は、表示画面の複数の部品による重なり領域を順番に強調表示することができる。
【００３０】
図７は重なり領域管理スライダーの説明図である。図７の「複数部品重なり領域管理スライダー（スライダー１）」を左右両端間（上下両端間でもよい）を移動操作すると、部品が重なっている領域（図５参照）を順番に強調色表示する。領域を強調色表示することで部品の重なり位置を確認する。例えば、７個所の重なり領域が存在する場合、スライダーを左右の両端間を移動する間に７個所の重なり領域を順次強調表示できる。なお、重なり領域の強調表示する順番は、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向から順番に表示するようにしてもよい。また、スライダー１の下側の目盛りは、重なり領域の数を表すようにすることもできる。
（３）：重なり領域における優先度表示確認方法の説明
重なり領域を構成する部品を表示するための優先順位表示スライダーを備え、優先順位表示スライダーを両端間で移動することで、部品優先度処理手段（ＣＰＵ７）は、強調表示された重なり領域において重なっている部品を個々に順番に強調表示することができる。
【００３１】
図８は優先順位管理スライダーの説明図である。図８において、「複数部品重なり領域管理スライダー（図７のスライダー１参照）」で領域を強調表示しておき、「優先順位管理スライダー（スライダー２）」を両端間で移動（操作）すると、強調表示された領域において重なっている部品を個々に順次強調表示する。この際、複数部品重なり領域とその領域の個々の部品を異なる色で強調表示を行うことで区別する。図８のスライダー２を左右の両端間を移動すると、その領域で定義されている部品が順次表示される。ある特定の方向を部品材料物性が優先される方向と決めることで（本システムでは予め左方向を優先とする）、重なり領域においてどの部品（材料物性）が優先されているのかを確認することが可能である。最も優先度が高い部品が、重なり領域で定義される材料物性になり、数値計算の際にその物性値（熱伝導係数、比熱等）が使用される。一般に優先順位は、データを読み込む際の読み込んだ順、又は部品に定義されている優先ＩＤで決定される。なお、スライダー２の下側の目盛りで、その領域における重なり部品の数を表すようにすることもできる。
【００３２】
図９は重なり領域における部品を表示するフローチャートである。以下、図９の処理Ｓ１１〜Ｓ１５に従って説明をする。
【００３３】
Ｓ１１：複数部品の重なり領域管理スライダー１が移動されると、ＣＰＵ７は、スライダー１の表示番号を取得し、処理Ｓ１２に移る。
【００３４】
Ｓ１２：ＣＰＵ７は、取得した対応する番号の重なり領域を取得し、処理Ｓ１３に移る。
【００３５】
Ｓ１３：ＣＰＵ７は、重なり領域の先頭部品番号（最優先の部品）を取得し、処理Ｓ１４に移る。
【００３６】
Ｓ１４：ＣＰＵ７は、重なり領域の先頭部品を表示装置２の画面に表示し、処理Ｓ１５に移る。
【００３７】
Ｓ１５：ＣＰＵ７は、次の部品番号の取得（スライダー２を移動）するかどうか判断する。この判断で、次の部品番号を取得する場合は処理Ｓ１４に戻り、取得しない場合は処理を終了する。
【００３８】
（４）：優先順変更方法の説明
優先順位を変更する優先順位変更手段を備え、該優先順位変更手段により優先順位表示スライダー（スライダー２）で強調表示されている部品に対して優先順を入れ替えることができる。
【００３９】
図１０は優先順位変更方法の説明図であり、図１０（ａ）は優先順位変更ボタンの説明、図１０（ｂ）は優先度の変更（＋）の説明、図１０（ｃ）は優先度の変更（−）の説明である。
【００４０】
図１０において、スライダー２によって強調表示している部品Ａに対して、「優先＋」「優先−」ボタンを押す（マウスでクリック等）ことで、その部品の優先順を変えることができる。「優先＋」を押すと、一つ優先度が上がり、「優先−」を押すと一つ優先度が下がる。スライダー２によって強調表示されている部品Ａよりも優先度が高い部品が存在する場合には、「優先＋」を押すことで部品Ａより一つ優先度が高い部品Ｂと優先度の関係が入れ替わる（図１０（ｂ）参照）。同様に、スライダー２によって強調表示されている部品Ａよりも優先度が低い部品が存在する場合には、「優先−」を押すことで部品Ａより一つ優先度が低い部品Ｃと優先度の関係が入れ替わる（図１０（ｃ）参照）。
【００４１】
図１１は重なり領域における部品の優先度を変更するフローチャートである。以下、図１１の処理Ｓ２１〜Ｓ２５に従って、ＣＰＵ７の制御により優先順位変更手段が行う処理を説明をする。
【００４２】
Ｓ２１：優先度ボタンが操作されると、ＣＰＵ７は、重なり領域を管理するスライダー１が示す重なり領域番号Ｎａを取得し、処理Ｓ２２に移る。
【００４３】
Ｓ２２：ＣＰＵ７は、重なり領域番号Ｎａの領域における重なり部品に対して部品の優先順位を管理するスライダー２が示す部品番号Ｎｂを取得し、処理Ｓ２３に移る。
【００４４】
Ｓ２３：ＣＰＵ７は、操作された優先度ボタンが「−」か「＋」か判断する。この判断で、「−」の場合は処理Ｓ２４に移り、「＋」の場合は処理Ｓ２５に移る。
【００４５】
Ｓ２４：ＣＰＵ７は、重なり領域の部品リストの並び順を下にシフトし（優先順位を下げる）、処理を終了する。
【００４６】
Ｓ２５：ＣＰＵ７は、重なり領域の部品リストの並び順を上にシフトし（優先順位を上げる）、処理を終了する。
【００４７】
（５）：画面表示の説明
図１２は画面表示の説明図である。図１２において、表示装置２の画面には、左側に流体解析の部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、右側にスライダー１、スライダー２、優先度ボタン、物性ボタン等が設けてある。
【００４８】
スライダー１を操作して、重なり領域（図では斜線）を切り替えて表示し、スライダー２を操作して、前記表示された重なり領域の部品を切り替えて表示する。優先度ボタンで、前記表示された部品の優先度を変更する。また、物性ボタンを操作することにより、部品画面の右下等に前記表示された部品の材料名、熱伝導率、比熱、密度等の物性を表示することができる。
【００４９】
（６）：プログラムインストールの説明
条件設定処理手段１ａ、表示手段２ａ、入力手段３ａ、重なり領域処理手段５ａ、部品優先度処理手段６ａ、制御部７ａ、優先順位変更手段、重なり領域管理スライダー、優先順位表示スライダー等はプログラムで構成でき、主制御部（ＣＰＵ）が実行するものであり、主記憶に格納されているものである。このプログラムは、コンピュータで処理されるものである。このコンピュータは、主制御部、主記憶、ファイル装置、表示装置や印刷装置等の出力装置、入力装置などのハードウェアで構成されている。
【００５０】
このコンピュータに、本発明のプログラムをインストールする。このインストールは、フロッピィ、光磁気ディスク等の可搬型の記録（記憶）媒体に、これらのプログラムを記憶させておき、コンピュータが備えている記録媒体に対して、アクセスするためのドライブ装置を介して、或いは、ＬＡＮ等のネットワークを介して、コンピュータに設けられたファイル装置にインストールされる。
【００５１】
これにより、部品の重なり領域の確認及び領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能である流体解析条件設定装置を容易に提供することができる。
【００５２】
以上、実施の形態で説明したように、スライダーを用いることで、部品の重なり領域の確認、及び領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能であるため、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。また、部品優先順の変更が容易であるので、優先順入れ替えによる物性値変更時間の短縮を図ることができる。
【００５３】
なお、前記部品として、直方体から構成されるものを用いたが、円筒、球状等の他の形状のものを使用することができる。また、部品の重なり領域の確認、及び領域における複数部品の優先順位の把握に、スライダーを用いたが、レバー、回転ダイヤル等の他の連続的に変化（変更）する手段を使用することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
【００５５】
（１）：条件設定処理手段は、重なり領域処理手段で複数の部品による重なり領域を順番に強調表示し、部品優先度処理手段で該強調表示された重なり領域を構成する部品を順番に強調表示するため、部品の重なり領域の確認及び重なり領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能であるため、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００５６】
（２）：重なり領域管理スライダーを両端間で移動することで、重なり領域処理手段が表示画面に複数の部品による重なり領域を順番に強調表示するため、重なり領域管理スライダーで部品の重なり領域の確認を容易に行うことができ、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００５７】
（３）：優先順位表示スライダーを両端間で移動することで、部品優先度処理手段が強調表示された重なり領域において重なっている部品を個々に順番に強調表示するため、優先順位表示スライダーで重なり領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することが可能であるため、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００５８】
（４）：優先順位変更手段により優先順位表示スライダーで強調表示されている部品に対して優先順を入れ替えるため、複数部品の優先順位を容易に変更でき、流体解析条件設定時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
（５）：複数の部品から構成される流体解析モデルにおける流体解析条件の設定を行う機能と、複数の部品による重なり領域を順番に強調表示する機能と、強調表示された重なり領域を構成する部品を順番に強調表示する機能とを、コンピュータに実現させるためのプログラム又はプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体とするため、このプログラムをコンピュータにインストールすることで、部品の重なり領域の確認及び領域における複数部品の優先順位を短時間に把握することができる流体解析条件設定装置を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】実施の形態における流体解析条件設定装置の説明図である。
【図３】実施の形態における重なり領域データの構造の説明図である。
【図４】実施の形態における重なり領域に対する部品データ構造の説明図である。
【図５】実施の形態における複数部品における重なり領域（２次元図）の説明図である。
【図６】実施の形態における重なり領域を表示するフローチャートである。
【図７】実施の形態における重なり領域管理スライダーの説明図である。
【図８】実施の形態における優先順位管理スライダーの説明図である。
【図９】実施の形態における重なり領域における部品を表示するフローチャートである。
【図１０】実施の形態における優先順位変更方法の説明図である。
【図１１】実施の形態における重なり領域における部品の優先度を変更するフローチャートである。
【図１２】実施の形態における画面表示の説明図である。
【図１３】流体解析の説明図である。
【図１４】流れベクトル図である。
【図１５】圧力図である。
【図１６】温度図である。
【図１７】従来例の説明図である。
【図１８】従来の優先順を定義したツリーの説明図である。
【図１９】従来の優先ＩＤを定義した表の説明図である。
【符号の説明】
１ａ条件設定処理手段
２ａ表示手段
３ａ入力手段
５ａ重なり領域処理手段
６ａ部品優先度処理手段
７ａ制御部

Claims

複数の部品から構成される流体解析モデルにおける流体解析条件の設定を行う条件設定処理手段を備え、
前記条件設定処理手段は、前記複数の部品による重なり領域を順番に強調表示する重なり領域処理手段と、該強調表示された重なり領域を構成する部品を順番に強調表示する部品優先度処理手段とを有することを特徴とした流体解析条件設定装置。
前記複数の部品の重なり領域を管理する重なり領域管理スライダーを備え、
前記重なり領域管理スライダーを両端間で移動することで、前記重なり領域処理手段は、表示画面に前記複数の部品による重なり領域を順番に強調表示することを特徴とした請求項１記載の流体解析条件設定装置。
前記重なり領域を構成する部品を表示する優先順位表示スライダーを備え、
前記優先順位表示スライダーを両端間で移動することで、前記部品優先度処理手段は、前記強調表示された重なり領域において重なっている部品を個々に順番に強調表示することを特徴とした請求項１又は２記載の流体解析条件設定装置。
優先順位を変更する優先順位変更手段を備え、
前記部品優先度処理手段は、前記優先順位変更手段により前記優先順位表示スライダーで強調表示されている部品に対して優先順を入れ替えることを特徴とした請求項３記載の流体解析条件設定装置。
複数の部品から構成される流体解析モデルにおける流体解析条件の設定を行う機能と、
前記複数の部品による重なり領域を順番に強調表示する機能と、
該強調表示された重なり領域を構成する部品を順番に強調表示する機能とを、
コンピュータに実現させるためのプログラム。