JP4980015B2 - Air pool simulation method and simulation program - Google Patents

Air pool simulation method and simulation program Download PDF

Info

Publication number
JP4980015B2
JP4980015B2 JP2006254787A JP2006254787A JP4980015B2 JP 4980015 B2 JP4980015 B2 JP 4980015B2 JP 2006254787 A JP2006254787 A JP 2006254787A JP 2006254787 A JP2006254787 A JP 2006254787A JP 4980015 B2 JP4980015 B2 JP 4980015B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
attribute
analysis model
gravity
initial
mesh
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006254787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008077347A (en
Inventor
徹 小森谷
建栄 沈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Jukogyo KK filed Critical Fuji Jukogyo KK
Priority to JP2006254787A priority Critical patent/JP4980015B2/en
Publication of JP2008077347A publication Critical patent/JP2008077347A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4980015B2 publication Critical patent/JP4980015B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/82Elements for improving aerodynamics

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

本発明は、浸漬処理を施す際にワークに生じる空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムに関する。   The present invention relates to an air pool simulation method and a simulation program for simulating an air pool generated in a workpiece when a dipping process is performed.

一般に、電着塗装やメッキ等におけるワークの浸漬工程においては、均一な塗膜やメッキ膜を形成させるために、ワークに空気溜り(エアポケット)を生じさせないことが重要である。このエアポケットは、複雑な形状のワークを浸漬した際に、その隙間にできる凹部、例えば、自動車等の車体であれば、フード内面、ルーフ内面、フロア下面等の凹部等の空間に空気が残留する現象であり、このエアポケットが発生すると、塗装不良やメッキ不良が発生してしまう。   In general, in the work dipping process in electrodeposition coating or plating, it is important not to cause air pockets (air pockets) in the work in order to form a uniform coating film or plating film. This air pocket is a recess that can be formed when a workpiece having a complicated shape is immersed, for example, if it is a vehicle body such as an automobile, air remains in a space such as a recess such as the inner surface of the hood, the inner surface of the roof, or the lower surface of the floor. If this air pocket is generated, poor coating and poor plating will occur.

そこで、ワークを浸漬処理する状態をコンピュータを用いてシミュレーションし、エアポケットの発生状況を予測する手法が提案されている。エアポケットのコンピュータシミュレーションとしては、ワークをメッシュやノード等の複数の要素のデータでモデル化し、各要素の属性が気体であるか液体であるかを、要素の特徴点(例えば、重心点、頂点、内心点、外心点、垂心点)同士の重力方向の位置を比較して判定する幾何学的な手法が知られている。   In view of this, a method has been proposed in which a state in which a workpiece is immersed is simulated using a computer to predict the occurrence of air pockets. In computer simulation of air pockets, a workpiece is modeled with data of multiple elements such as meshes and nodes, and the feature points of elements (for example, centroid points, vertices) Geometric techniques are known in which the positions of the inner center point, outer center point, and perpendicular point) are determined by comparing the positions in the direction of gravity.

例えば、特許文献1には、ワークの各表面をその頂点座標データに基づいて任意数の三角ポリゴン(三角形の要素)に分割し、各々の三角ポリゴンについて空気と浸漬槽内の液体との状態変化を時々刻々と計算することにより、ワークを入槽角の姿勢にて浸漬槽に模擬浸漬した際にエアポケットとなりうる表面部位であるか否かの判定を行う手法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that each surface of a workpiece is divided into an arbitrary number of triangular polygons (triangular elements) based on the vertex coordinate data, and the state change between air and liquid in the immersion bath for each triangular polygon. A method for determining whether or not the surface portion can be an air pocket when the workpiece is simulated and immersed in the immersion bath in the posture of the tank entrance angle is disclosed.

ところで、ワークを複数の要素のデータでモデル化する幾何学的な手法においては、ワークを薄板要素でモデル化し、ワークの端部や穴の縁の部分をフリーエッジとして、このフリーエッジに接する要素を液体の属性に初期設定し、他の要素の属性を判定する際の初期条件とする手法がある(例えば、本出願人による特願2006−19413参照)。   By the way, in the geometric method of modeling a workpiece with data of multiple elements, the workpiece is modeled as a thin plate element, and the edge of the workpiece or the edge of the hole is used as a free edge, and the element is in contact with this free edge. Is initially set as a liquid attribute, and an initial condition for determining the attribute of another element is known (for example, see Japanese Patent Application No. 2006-19413 by the present applicant).

これは、ワークの端部や穴の縁の部分等は浸漬時に必ず液体に接することに着目したものであり、フリーエッジに接する要素を液体の属性に初期設定し、この初期設定された要素と他の要素との位置関係から個々の要素の属性を判断する処理を繰り返すことにより、最終的に全要素の属性を決定してエアポケットの有無を判定することができる。
特開2000−51750号公報
This is focused on the fact that the edge of the workpiece, the edge of the hole, etc. always touch the liquid when immersed, and the element that contacts the free edge is initially set to the liquid attribute, and this initial set element and By repeating the process of determining the attribute of each element from the positional relationship with other elements, it is possible to finally determine the attributes of all the elements and determine the presence or absence of an air pocket.
JP 2000-51750 A

しかしながら、このフリーエッジに接する要素を初期条件とする幾何学的手法は、板厚を考慮することなくシミュレーション可能な部材に適用する手法であり、簡便ではあるが、薄板要素のみで解析モデルを構築しているため、板厚を無視できない部材には適用困難である。すなわち、ワークの板厚を考慮して複数の表面要素でモデル化すると、全ての面で表面要素が連続するモデルとなり、フリーエッジが無くなってしまう。このため、ワークの板厚を考慮したモデルに、フリーエッジによる初期条件を適用しようとすると、シミュレーションを正常に実行できない。   However, this geometric method with the initial condition of the element in contact with the free edge is a method applied to a member that can be simulated without considering the plate thickness. Therefore, it is difficult to apply to a member whose plate thickness cannot be ignored. That is, when modeling with a plurality of surface elements in consideration of the thickness of the workpiece, the surface elements are continuous on all surfaces, and free edges are eliminated. For this reason, if an initial condition based on a free edge is applied to a model that takes into account the workpiece thickness, simulation cannot be executed normally.

例えば、図15に示すように、底面に凹みのあるソリッド部品100を、複数の表面メッシュでモデル化すると、図16に示すように、全ての面で表面メッシュが連続したモデルSDMとなる。このモデルSDMにはフリーエッジが存在しないため、フリーエッジによる初期条件を設定しようとすると、初期条件設定の時点で異常終了してしまい、適正なシミュレーション結果を得ることができない。   For example, as shown in FIG. 15, when a solid part 100 having a depression on the bottom surface is modeled by a plurality of surface meshes, a model SDM in which the surface meshes are continuous on all surfaces is obtained as shown in FIG. Since there is no free edge in this model SDM, if an initial condition based on a free edge is set, the model SDM ends abnormally at the time of initial condition setting, and an appropriate simulation result cannot be obtained.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、板厚を無視できない部材に対しても、薄板要素による幾何学的手法と同様の手法で正確なシミュレーション結果を得ることのできる空気溜りのシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an air pool simulation method capable of obtaining an accurate simulation result by a method similar to the geometric method using a thin plate element even for a member whose plate thickness cannot be ignored. And it aims at providing a simulation program.

上記目的を達成するため、本発明による第1の空気溜りのシミュレーション方法は、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記解析モデルにおける重力と反対方向の高さが最も高い位置の表面要素に、要素同士が接続されていない不連続部分を有する新たな要素を接合し、この新たな要素を液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。
本発明による第2の空気溜りのシミュレーション方法は、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記解析モデルから上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。
本発明による第3の空気溜りのシミュレーション方法は、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記表面要素の代表点を中心として重力方向と反対方向に立体角を設定した後、この立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first method for simulating a puddle according to the present invention, a computer models a work to be dipped with data of a plurality of elements, and the attribute of each element is determined based on the positional relationship in the gravity direction. In an air pool simulation method in which a computer determines whether the gas is a liquid or a liquid and simulates an air pool, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and the plurality of surface elements are all of the workpiece. A model building step for building a continuous analysis model on the surface, and a new element having a discontinuous part where the elements are not connected to the surface element at the highest height in the direction opposite to gravity in the above analysis model bonded, and the initial element setting step for setting this new element as the initial element of the attributes of a liquid, including the initial element And the direction opposite position of gravity in the analytical model of any surface elements sex has been determined, a direction opposite to the gravity of the analytical model of the other surface element adjacent to any surface element this attribute has been determined And a determination step of determining the attribute of each surface element.
According to the second method for simulating air accumulation according to the present invention, a computer models a work to be dipped with data of a plurality of elements, and the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the gravity direction. In the air pool simulation method in which the computer determines whether or not the air pool is simulated, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece is obtained. A model construction step to construct, an initial element setting step for selecting an element whose normal direction of the surface element is not less than a set angle with respect to the direction of gravity from the analysis model, and setting as an initial element of the liquid attribute; and the initial The position in the direction opposite to gravity in the above analysis model of any surface element whose attribute including the element is fixed, and this attribute Comparing the gravity of the analytical model of the other surface element adjacent to any surface element determined to have the opposite direction of the position, characterized in that it comprises a determination step of determining attributes of each surface element.
In the third simulation method of the air pool according to the present invention, a computer models a work to be dipped with data of a plurality of elements, and the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. In the air pool simulation method in which the computer determines whether or not the air pool is simulated, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece is obtained. Model building step to be constructed, and an element in which no other surface element exists in at least one line-of-sight direction within the range of the solid angle after setting the solid angle in the direction opposite to the gravity direction around the representative point of the surface element An initial element setting step for selecting and setting as an initial element of the liquid attribute;
The position of an arbitrary surface element having an attribute including the initial element in the direction opposite to gravity in the analysis model in the analysis model, and the analysis model of another surface element adjacent to the arbitrary surface element having the attribute determined And a step of determining the attribute of each surface element by comparing gravity with a position in the opposite direction.

本発明による第1の空気溜りのシミュレーションプログラムは、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記解析モデルにおける重力と反対方向の高さが最も高い位置の表面要素に、要素同士が接続されていない不連続部分を有する新たな要素を接合し、この新たな要素を液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを上記コンピュータが実行することを特徴とする。
本発明による第2の空気溜りのシミュレーションプログラムは、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記解析モデルから上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを上記コンピュータが実行することを特徴とする。
本発明による第3の空気溜りのシミュレーションプログラムは、浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、上記表面要素の代表点を中心として重力方向と反対方向に立体角を設定した後、この立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップとを上記コンピュータが実行することを特徴とする。
The first air pool simulation program according to the present invention models a workpiece to be dipped with data of a plurality of elements, and determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. A computer-executable air pool simulation program for deciding and simulating air pools. In this simulation model, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece. And a new element having a discontinuous part where the elements are not connected to the surface element at the highest height in the direction opposite to the gravity in the analysis model . an initial element setting step for setting an element as the initial element of the attributes of a liquid, has finalized attributes including the initial element Compares the opposite direction to the position of gravity in the analytical model of any surface element, the gravity of the analytical model of the other surface element adjacent to any surface element this attribute has been determined the position in the opposite direction The computer executes a determination step of determining the attribute of each surface element.
The second air pool simulation program according to the present invention models a workpiece to be dipped with data of a plurality of elements, and determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. A computer-executable air pool simulation program for deciding and simulating air pools. In this simulation model, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece. A model construction step for constructing, an element for which the normal direction of the surface element is equal to or greater than a set angle with respect to the direction of gravity from the analysis model, and an initial element setting step for setting as an initial element of the liquid attribute; A position in the direction opposite to gravity in the above analysis model of an arbitrary surface element whose attributes including the initial element are determined; The computer executes a determination step of comparing the position of the other surface element adjacent to an arbitrary surface element with the determined attribute in the direction opposite to gravity in the analysis model and determining the attribute of each surface element. It is characterized by doing.
The third air pool simulation program according to the present invention models a workpiece to be dipped with data of a plurality of elements, and determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. A computer-executable air pool simulation program for deciding and simulating air pools. In this simulation model, the surface shape of the workpiece is divided into a plurality of surface elements, and the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece. A model construction step for constructing a solid angle and setting a solid angle in a direction opposite to the gravity direction with the representative point of the surface element as a center, and no other surface element exists in at least one line-of-sight direction within the range of the solid angle Select the element and set the initial element setting step to set as the initial element of the liquid attribute, and the attribute including the initial element is confirmed The position of any surface element in the direction opposite to gravity in the analysis model and the position in the direction opposite to gravity in the analysis model of another surface element adjacent to any surface element for which this attribute is determined The computer executes a determination step of comparing and determining an attribute of each surface element.

本発明によれば、板厚を無視できない部材に対しても、薄板要素による幾何学的手法と同様の手法を適用することができ、簡便で正確なシミュレーション結果を得ることができる。   According to the present invention, a method similar to the geometric method using thin plate elements can be applied to a member whose plate thickness cannot be ignored, and a simple and accurate simulation result can be obtained.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図7は本発明の実施の第1形態に係り、図1はシミュレーション装置の基本構成図、図2は車体の塗装ラインの概略説明図、図3はフリーエッジとなるメッシュの設定を示す説明図、図4は初期メッシュの選択条件を示す説明図、図5はエアポケットシミュレーションプログラムのフローチャート、図6はシミュレーション結果を示す説明図、図7は板厚を考慮したシミュレーション結果を示す説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a basic configuration diagram of a simulation apparatus, FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a painting line of a vehicle body, and FIG. 3 is a mesh setting for a free edge. FIG. 4 is an explanatory diagram showing conditions for selecting an initial mesh, FIG. 5 is a flowchart of an air pocket simulation program, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a simulation result, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing a simulation result in consideration of the plate thickness. FIG.

図1に示すように、本実施の形態におけるシミュレーション装置1は、自動車のボディシェル等のワークに電着塗装やめっき処理等の浸漬処理を施す際に、ワークに生じる空気溜り(エアポケット)をシミュレーションするものである。このエアポケットのシミュレーション装置1は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等の単一のコンピュータ、或いはネットワークを介して相互に接続される複数のコンピュータを用いて構成される。   As shown in FIG. 1, the simulation apparatus 1 according to the present embodiment creates an air pocket (air pocket) generated in a work when an immersion process such as electrodeposition coating or plating is performed on a work such as a body shell of an automobile. To simulate. The air pocket simulation apparatus 1 is configured using a single computer such as a microcomputer or a personal computer, or a plurality of computers connected to each other via a network.

以下では、便宜上、シミュレーション装置1を単一のコンピュータで構成する例について説明する。シミュレーション装置1は、演算装置10、キーボードやマウス等の入力装置11、CRTや液晶ディスプレイ等の表示装置12、磁気ディスクや光ディスク等の外部記憶装置13等を備えている。   Below, the example which comprises the simulation apparatus 1 with a single computer for convenience is demonstrated. The simulation apparatus 1 includes an arithmetic device 10, an input device 11 such as a keyboard and a mouse, a display device 12 such as a CRT and a liquid crystal display, an external storage device 13 such as a magnetic disk and an optical disk, and the like.

演算装置10は、CPU、ROM及びRAM等の内部メモリ、入出力インターフェース等を備えており、内部のROM、外部記憶装置13、外部の記憶媒体に記憶させたシミュレーションプログラム、或いは、図示しないネットワークや通信装置を介して外部からロードしたシミュレーションプログラムをCPUで実行し、入力装置11を介して指示された解析対象のワーク(対象物)を擬似的に浸漬槽内に浸漬させ、その浸漬によって対象物に発生するエアポケットをシミュレーションする。   The arithmetic device 10 includes an internal memory such as a CPU, a ROM and a RAM, an input / output interface, and the like, and includes a simulation program stored in an internal ROM, an external storage device 13 and an external storage medium, or a network (not shown) A simulation program loaded from the outside via the communication device is executed by the CPU, and the workpiece (object) to be analyzed instructed via the input device 11 is immersed in the immersion bath in a pseudo manner, and the object is obtained by the immersion. Simulates the air pockets that occur.

例えば、本発明によるシミュレーションの適用例として、車体ボディの電着塗装時における電着液及び空気の分布を数値解析し、被塗装物におけるエアポケットの発生を予測するシミュレーションが挙げられる。ここで、車体ボディの塗装ラインについて、図2を用いて簡単に説明する。   For example, as an application example of the simulation according to the present invention, there is a simulation in which the distribution of the electrodeposition liquid and air during the electrodeposition coating of the vehicle body is numerically analyzed to predict the occurrence of air pockets in the object to be coated. Here, the painting line of the vehicle body will be briefly described with reference to FIG.

図2に示すように、溶接等により複数の車体パネルを互いに接合して構成される自動車の車体ボディ20は、搬送装置21のハンガに搭載された状態で塗装ラインにて略水平方向へ搬送される。塗装ラインでは、電着塗装の前処理として、車体パネルに脱脂、水洗、表面調整、皮膜化成、水洗等の処理が施される。   As shown in FIG. 2, a vehicle body body 20 of an automobile configured by joining a plurality of vehicle body panels to each other by welding or the like is transported in a substantially horizontal direction on a painting line while being mounted on a hanger of a transport device 21. The In the painting line, as a pretreatment for electrodeposition coating, the body panel is subjected to treatments such as degreasing, water washing, surface adjustment, film formation, water washing and the like.

これらの処理の後、車体ボディ20は電着槽22に向かって降下し、電着液23に浸漬された状態で略水平に移動する。この状態で、車体ボディ20と電着槽22内の電極(図示せず)に電圧を加えることにより、車体パネルに塗料が析出するようになっている。この後、搬送装置21により車体ボディ20は電着槽22から引き上げられ、水洗により車体パネルに電着せずに付着している電着液23が除去される。   After these processes, the vehicle body 20 descends toward the electrodeposition tank 22 and moves substantially horizontally while being immersed in the electrodeposition liquid 23. In this state, paint is deposited on the vehicle body panel by applying a voltage to the vehicle body 20 and electrodes (not shown) in the electrodeposition tank 22. Thereafter, the vehicle body 20 is pulled up from the electrodeposition tank 22 by the transfer device 21, and the electrodeposition liquid 23 adhering to the vehicle body panel without being electrodeposited is removed by washing.

演算装置10において実行されるシミュレーションプログラムの機能は、モデル構築部10a、初期メッシュ設定部10b、エアポケット判定部10c、ポスト処理部10dによって表現することができる。演算装置10は、対象物の形状を複数の要素のデータでモデル化した解析モデルによる幾何学的手法を用いてエアポケットの発生をシミュレーションし、シミュレーション結果を表示装置12に出力して表示させる。尚、表示装置12には、シミュレーション結果のみならずシミュレーション過程を表示させるようにしても良い。   The function of the simulation program executed in the arithmetic device 10 can be expressed by the model construction unit 10a, the initial mesh setting unit 10b, the air pocket determination unit 10c, and the post processing unit 10d. The arithmetic unit 10 simulates the generation of air pockets using a geometric technique based on an analysis model obtained by modeling the shape of an object with data of a plurality of elements, and outputs and displays the simulation result on the display unit 12. The display device 12 may display not only the simulation result but also the simulation process.

本発明によるエアポケットのシミュレーションは、対象物の表面形状を複数の表面要素に分割して構築したサーフェスモデルを用いており、薄板要素による解析モデルと同様の簡便な手法を用いながら、板厚を無視できない部材に対しても正確にエアポケットの発生をシミュレーションすることができる。以下、本実施の形態におけるエアポケットシミュレーションについて説明する。   The air pocket simulation according to the present invention uses a surface model constructed by dividing the surface shape of an object into a plurality of surface elements, and the thickness of the object is determined using a simple method similar to the analysis model using thin plate elements. It is possible to accurately simulate the generation of air pockets even for members that cannot be ignored. Hereinafter, the air pocket simulation in the present embodiment will be described.

モデル構築部10aは、対象物の形状データを複数の表面要素に分割し、複数の表面要素が対象物の全表面で連続した解析モデルを構築する。解析モデルを構成する手法としては、対象物の表面形状を複数の所定の形状に分割して表現するメッシュを用いる手法や、対象物の表面に複数の節点(ノード)を配置する手法等を用いることができる。以下では、対象物の表面形状を三角形のメッシュで表現したサーフェスモデルを用い、このサーフェスモデルのメッシュデータを三次元空間に配置して解析モデルを構築する例について説明するが、解析モデルの要素としてノードを用いる場合においても処理は同様である。   The model construction unit 10a divides the shape data of the object into a plurality of surface elements, and constructs an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the object. As a method for constructing the analysis model, a method using a mesh that represents a surface shape of an object divided into a plurality of predetermined shapes, a method of arranging a plurality of nodes (nodes) on the surface of the object, or the like is used. be able to. In the following, an example of constructing an analysis model by using a surface model that expresses the surface shape of an object with a triangular mesh and arranging the mesh data of this surface model in a three-dimensional space will be explained. The process is the same when using nodes.

尚、解析モデルの表面要素としてのメッシュの形状は、三角形の形状に限られず、矩形や多角形の形状であっても良い。個々のメッシュには、例えば、自己を識別するためのメッシュ番号、メッシュの節点(ノード)の所定の基準点に対する座標値(三次元空間のXYZ座標軸における座標値)、メッシュの属性等のデータが付与される。以下では、便宜上、XYZ直交座標系におけるZ軸の方向は、重力と反対方向であるものとする。   Note that the shape of the mesh as the surface element of the analysis model is not limited to a triangular shape, and may be a rectangular or polygonal shape. Each mesh includes, for example, data such as a mesh number for identifying itself, coordinate values of nodes (nodes) of the mesh with respect to a predetermined reference point (coordinate values on the XYZ coordinate axes in the three-dimensional space), mesh attributes, and the like. Is granted. Hereinafter, for the sake of convenience, it is assumed that the direction of the Z axis in the XYZ orthogonal coordinate system is opposite to the direction of gravity.

また、外部記憶装置13には、エアポケットのシミュレーション処理に必要な各種のデータが格納されている。例えば、外部記憶装置13は、対象物毎に個別の識別番号(レコード番号)が付された属性レコード群で構成されるデータベースを有し、個々の属性レコードに、各メッシュのメッシュ番号、ノード点座標値、属性データ等が対応付けて記述される。   The external storage device 13 stores various data necessary for the air pocket simulation process. For example, the external storage device 13 has a database composed of attribute record groups to which individual identification numbers (record numbers) are assigned for each object, and each attribute record includes a mesh number and a node point. Coordinate values, attribute data, and the like are described in association with each other.

初期メッシュ設定部10bは、フリーエッジの浸漬条件を等価的に設定して液体の属性の初期メッシュを設定する。この初期メッシュは、解析モデルの全メッシュの属性を液体と気体とに分離・決定するための初期条件として用いられるものであり、各メッシュの属性を判定する処理に先立って、予め液体の属性に決定されている要素である。   The initial mesh setting unit 10b sets the initial mesh of the liquid attribute by equivalently setting the dipping condition of the free edge. This initial mesh is used as an initial condition for separating / determining the attributes of all meshes of the analysis model into liquid and gas. It is a determined element.

また、フリーエッジは、ワークの縁の部分、すなわちワークの端部やワークに形成された穴の縁の部分を意味し、浸漬時に無条件で液体に接する部分である。換言すれば、フリーエッジは、複数の要素で共有されることのない、単独の要素(メッシュ)のみに所属するエッジ(辺)であり、要素同士が接続されていない不連続な部分であり、必ず液体で浸漬されるという浸漬条件を有している。   Further, the free edge means an edge portion of the workpiece, that is, an edge portion of the workpiece or an edge portion of a hole formed in the workpiece, and is a portion that contacts the liquid unconditionally during immersion. In other words, a free edge is an edge (side) belonging to only a single element (mesh) that is not shared by a plurality of elements, and is a discontinuous portion in which elements are not connected to each other, It has an immersion condition that it is always immersed in a liquid.

しかしながら、板厚を無視できない部材、例えば底面に凹みのあるソリッド部品(前述の図15参照)等においては、全ての表面メッシュが連続したモデルとなり、フリーエッジが存在しない。従って、初期メッシュ設定部10bでは、全ての表面メッシュが連続した解析モデルに対してフリーエッジの浸漬条件を等価的に設定し、このフリーエッジの浸漬条件を有するメッシュを初期メッシュとして設定することにより、薄板要素のみによる解析モデルと同様、フリーエッジによる初期条件を設定可能とし、正常にシミュレーションを実行させる。   However, in a member in which the plate thickness cannot be ignored, for example, a solid part having a dent on the bottom surface (see FIG. 15 described above), all the surface meshes are a continuous model, and there is no free edge. Therefore, in the initial mesh setting unit 10b, the free edge immersion conditions are equivalently set for the analysis model in which all the surface meshes are continuous, and the mesh having the free edge immersion conditions is set as the initial mesh. Similar to the analysis model using only thin plate elements, it is possible to set initial conditions based on free edges, and to execute simulations normally.

フリーエッジの浸漬条件は、解析モデルを構成する既存のメッシュとは別に、フリーエッジを有する新規のメッシュを生成し、この新規のメッシュを解析モデルの所定のメッシュに接合することにより設定することができ、フリーエッジとなる初期メッシュを得ることができる。この初期メッシュは、1箇所のみに設定しても良いが、ワークの形状に応じて、適宜、複数の部位に設定されることが望ましい。   The free edge immersion conditions can be set by creating a new mesh with free edges separately from the existing mesh that makes up the analysis model, and joining this new mesh to a predetermined mesh in the analysis model. And an initial mesh that becomes a free edge can be obtained. Although this initial mesh may be set at only one location, it is desirable to set it at a plurality of locations as appropriate according to the shape of the workpiece.

この場合、解析モデルに新規のメッシュを追加することなく、モニタ画面を見ながら予め初期条件となるメッシュを選択、或いは、事前に初期条件とするメッシュの属性を液体に分離することで、解析モデルを構成する既存のメッシュの中の所定のメッシュを初期メッシュとして設定するようにしても良い。   In this case, without adding a new mesh to the analysis model, select the mesh that is the initial condition in advance while watching the monitor screen, or separate the mesh attribute that is the initial condition in advance into the liquid, thereby analyzing the model. A predetermined mesh among the existing meshes that constitute the above may be set as the initial mesh.

更に、解析モデルを構成する既存のメッシュの中から、所定のメッシュを削除することにより、メッシュが不連続となる部分を強制的に作り出し、削除したメッシュに隣接していたメッシュを、フリーエッジとなる初期メッシュとして設定するようにしても良い。   Furthermore, by deleting a predetermined mesh from existing meshes constituting the analysis model, a portion where the mesh becomes discontinuous is forcibly created, and the mesh adjacent to the deleted mesh is defined as a free edge. The initial mesh may be set as follows.

尚、隣接メッシュとは、判定対象となるメッシュに対して節点或いは辺を共有するメッシュである。   An adjacent mesh is a mesh that shares nodes or sides with a mesh to be determined.

新規に生成するメッシュや、選択或いは分離或いは削除対象となるメッシュは、ワークの外側面等のように浸漬液に確実に接触する部位であれば、任意の位置に設定することが可能である。一般的には、初期メッシュは、Z方向(重力と反対方向)の高さができるだけ高い位置に設定することが望ましい。   A newly generated mesh or a mesh to be selected, separated, or deleted can be set at any position as long as it is a part that reliably contacts the immersion liquid, such as the outer surface of the workpiece. In general, it is desirable to set the initial mesh at a position where the height in the Z direction (the direction opposite to gravity) is as high as possible.

例えば、図16に示す底面に凹みのあるソリッド部品の解析モデルSDMに対して、図3に示すように、Z方向(重力と反対方向)の高さが最も高いエッジに、新規のメッシュMFを接合し、解析モデルSDM’として再構築する。この解析モデルSDM’においては、追加されたメッシュMFは、空間に開放されたフリーエッジを有するメッシュであり、このメッシュMFを初期メッシュとして属性を液体に設定する。   For example, with respect to the analysis model SDM of a solid part having a depression on the bottom surface shown in FIG. 16, a new mesh MF is applied to the edge having the highest height in the Z direction (opposite to gravity) as shown in FIG. Join and reconstruct as analytical model SDM ′. In the analysis model SDM ′, the added mesh MF is a mesh having a free edge opened to the space, and the attribute is set to liquid with the mesh MF as an initial mesh.

一方、解析モデルの既存のメッシュの中から初期メッシュを設定する場合には、比較的単純な形状の物体に適用範囲が限定されるが、各メッシュ表面の法線方向と重力方向との関係を調べることにより、初期メッシュとして設定可能なメッシュを選択することができる。   On the other hand, when the initial mesh is set from the existing meshes of the analysis model, the applicable range is limited to relatively simple objects, but the relationship between the normal direction of each mesh surface and the direction of gravity is determined. By checking, a mesh that can be set as the initial mesh can be selected.

例えば、図4に示すような解析モデルSDM2を例に取って説明すると、この解析モデルSDM2を構成する各メッシュに対して、各メッシュ表面の代表点(例えば重心点)から延出した法線と、当該代表点から重力方向に延出した線とで作られる角度が設定角度以上か否かを調べる。例えば、設定角度を90°として、或るメッシュの法線と重力方向との間の角度が90°以上である条件を満足する場合、当該メッシュは物体外側のメッシュであり、表面に空気が滞留することなく浸漬液に確実に接触するメッシュであると判断し、当該メッシュを等価的にフリーエッジの浸漬条件を有するメッシュとして選択する。そして、この選択したメッシュを初期メッシュとして設定し、属性を液体に設定する。   For example, an analysis model SDM2 as shown in FIG. 4 will be described as an example. With respect to each mesh constituting the analysis model SDM2, a normal line extending from a representative point (for example, a center of gravity) on each mesh surface, Then, it is checked whether or not the angle formed by the line extending in the direction of gravity from the representative point is equal to or larger than the set angle. For example, if the set angle is 90 ° and the condition that the angle between the normal line of a certain mesh and the direction of gravity is 90 ° or more is satisfied, the mesh is a mesh outside the object, and air remains on the surface. Therefore, it is determined that the mesh is in contact with the immersion liquid without fail, and the mesh is selected as a mesh having equivalent free edge immersion conditions. Then, the selected mesh is set as an initial mesh, and the attribute is set to liquid.

エアポケット判定部10cは、解析モデルを形成する個々のメッシュに対して、エアポケットの箇所に相当する気体の属性と電着液等の浸漬個所に相当する液体の属性との何れかを設定する。このメッシュの属性は、当初、全メッシュが気体の属性に設定され(浸漬前)、その後、初期メッシュを含む隣接メッシュとのZ方向の高さの比較により、メッシュの属性が液体となるか気体のままであるか(つまり、エアポケットとなるか否か)を判定し、液体と判定されたとき、そのメッシュの属性を液体に変更し、属性データを書き換える。   The air pocket determination unit 10c sets, for each mesh forming the analysis model, either a gas attribute corresponding to an air pocket location or a liquid attribute corresponding to an immersion location such as an electrodeposition liquid. . As for the attribute of this mesh, all the meshes are initially set to the gas attribute (before immersion), and then the mesh attribute becomes liquid or gas by comparing the height in the Z direction with the adjacent mesh including the initial mesh. It is determined whether the air pocket remains (that is, whether or not it becomes an air pocket), and when it is determined to be liquid, the attribute of the mesh is changed to liquid and the attribute data is rewritten.

このエアポケットの判定は、基本的に、浸漬液の比重が空気の比重よりも大きいことを前提としている。すなわち、或るメッシュの属性を判定する際に、判定対象のメッシュと比較対象のメッシュとを、Z方向(重力と反対方向)の高さで比較する。そして、比較対象メッシュが判定対象メッシュよりも高く液体の属性を有していれば、相対的に低い判定対象メッシュにも浸漬液が空気を押しのけて浸入し、浸漬液により満たされるものと判断して、判定対象メッシュの属性データを液体とする。これに対して、相対的に高い比較対象メッシュの属性が気体である場合には、判定対象メッシュの属性データは変更せず、比較対象を変更して判定を繰り返す。そして、この判定を繰り返して全メッシュの属性が液体と気体とに分離・決定され、属性が気体と決定されたメッシュの存在によって示されるエアポケットの気液境界線が導き出される。この気液境界線は、複数本導き出される場合もある。   The determination of the air pocket basically assumes that the specific gravity of the immersion liquid is larger than the specific gravity of the air. That is, when the attribute of a certain mesh is determined, the determination target mesh and the comparison target mesh are compared in height in the Z direction (the direction opposite to gravity). Then, if the comparison target mesh is higher than the determination target mesh and has a liquid attribute, it is determined that the immersion liquid penetrates the relatively low determination target mesh by pushing the air and is filled with the immersion liquid. Thus, the attribute data of the determination target mesh is liquid. On the other hand, when the attribute of the relatively high comparison target mesh is gas, the attribute data of the determination target mesh is not changed, and the comparison is changed and the determination is repeated. Then, this determination is repeated to separate and determine the attributes of all the meshes as liquid and gas, and the gas-liquid boundary line of the air pocket indicated by the presence of the mesh whose attribute is determined as gas is derived. A plurality of gas-liquid boundary lines may be derived.

ポスト処理部10dは、シミュレーション結果を容易に把握可能とするための可視化処理やシミュレーション結果のデータ出力を行う。シミュレーション結果の可視化処理においては、液体の属性に決定されたメッシュ、気体の属性に決定されたメッシュ、これらの境界線(気液境界線)を色相や濃淡等によって区分し、エアポケットの発生部位や大きさを明示的に表現する。   The post processing unit 10d performs a visualization process for enabling easy understanding of the simulation result and data output of the simulation result. In the visualization process of simulation results, the mesh determined as the liquid attribute, the mesh determined as the gas attribute, and the boundary line (gas-liquid boundary line) are classified according to hue, shading, etc. And express the size explicitly.

以下、演算装置10のCPUで実行されるエアポケットのシミュレーション処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。   The air pocket simulation process executed by the CPU of the arithmetic unit 10 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

図5のシミュレーションプログラムでは、先ず、本発明のモデル構築ステップに相当するステップS1において、対象物の表面形状を複数の表面要素のデータでモデル化し、数値計算のための解析モデルを構築する。この解析モデルは、例えば、ワークの表面形状を複数の三角形のメッシュで分割したモデルで構築される。   In the simulation program of FIG. 5, first, in step S1 corresponding to the model construction step of the present invention, the surface shape of the object is modeled with data of a plurality of surface elements, and an analysis model for numerical calculation is constructed. This analysis model is constructed by, for example, a model obtained by dividing the surface shape of a workpiece with a plurality of triangular meshes.

次に、ステップS2へ進んで解析モデルにおける重力方向を設定し、ステップS3で、対象物が電着液等に浸漬される前の周辺が空気で満たされた状態のシミュレーションとして、一旦、解析モデルの全てのメッシュを気体の属性に設定した後、解析モデルに初期メッシュを設定する。この初期メッシュは、解析モデルへの新規のメッシュの追加(図3参照)、解析モデルのメッシュの中から所定のメッシュを選択(図4参照)或いは分離或いは削除することにより、フリーエッジとなる初期メッシュを設定する。そして、ステップS4で、全メッシュの属性を液体と気体とに分離するための初期条件として、初期メッシュの属性を気体から液体に変更する。以上のステップS3,S4が本発明の初期要素設定ステップに相当する。   Next, the process proceeds to step S2, the gravity direction in the analysis model is set, and in step S3, the analysis model is temporarily used as a simulation of the state in which the object before being immersed in the electrodeposition liquid is filled with air. After setting all of the meshes to the gas attribute, the initial mesh is set to the analysis model. The initial mesh becomes a free edge by adding a new mesh to the analysis model (see FIG. 3), selecting a predetermined mesh from the analysis model mesh (see FIG. 4), or separating or deleting it. Set the mesh. In step S4, the attribute of the initial mesh is changed from gas to liquid as an initial condition for separating the attributes of all meshes into liquid and gas. The above steps S3 and S4 correspond to the initial element setting step of the present invention.

次に、ステップS5へ進み、本発明の判定ステップに相当するエアポケット判定計算処理を実施する。このエアポケット判定計算処理は、各メッシュの重力と反対方向の高さの比較により、それぞれの属性を決定してエアポケットの発生を判定する処理であり、従来の手法を用いることができる。各メッシュの高さの比較は、例えば、それぞれのメッシュの重心点、内心点、外心点、垂心点等のZ方向(重力と反対方向)における位置や、それぞれのメッシュが有する各頂点のうちの最も高い頂点(Z方向の位置が最も高い頂点)等の特徴点を比較することで行う。   Next, it progresses to step S5 and the air pocket determination calculation process equivalent to the determination step of this invention is implemented. This air pocket determination calculation process is a process for determining the occurrence of an air pocket by determining the respective attributes by comparing the height of each mesh in the direction opposite to the gravity, and a conventional method can be used. The comparison of the height of each mesh is, for example, the position in the Z direction (direction opposite to gravity) such as the center of gravity, inner center, outer center, and centroid of each mesh, and each vertex of each mesh Is performed by comparing feature points such as the highest vertex (the vertex having the highest position in the Z direction).

例えば、重心点の位置を比較する場合には、判定対象とするメッシュと隣接メッシュとのそれぞれの重心点のZ方向における高さを比較し、隣接メッシュの重心点が判定対象メッシュの重心点よりも高い場合、隣接メッシュの属性が液体であれば、判定対象メッシュの属性を液体に決定する。一方、隣接メッシュの重心点が判定対象メッシュの重心点よりも低い場合には、判定対象メッシュの属性は変更せず、比較対象を変更して判定を繰り返す。この判定を初期メッシュを含む全メッシュについて実行し、液体の属性を有するメッシュと気体の属性を有するメッシュとの境界を気液境界線として検出し、必要に応じて気液境界線を修正する処理を行う。   For example, when comparing the positions of the centroid points, the heights of the centroid points in the Z direction of the meshes to be judged and the adjacent meshes are compared, and the centroid points of the adjacent meshes are Is higher, if the attribute of the adjacent mesh is liquid, the attribute of the determination target mesh is determined to be liquid. On the other hand, when the barycentric point of the adjacent mesh is lower than the barycentric point of the determination target mesh, the attribute of the determination target mesh is not changed, and the comparison is changed and the determination is repeated. This determination is performed for all meshes including the initial mesh, the boundary between the mesh having the liquid attribute and the mesh having the gas attribute is detected as a gas-liquid boundary line, and the gas-liquid boundary line is corrected as necessary. I do.

尚、気液境界線を修正する処理は、例えば、1つのエアポケットに所属する複数の境界線に同じ属性を与えて統一化し、各境界線の高さが異なる場合には、1つの水平線に近づけるように修正する。   In addition, the process which corrects a gas-liquid boundary line gives the same attribute to the several boundary line which belongs to one air pocket, for example, and when the height of each boundary line differs, it changes to one horizontal line. Modify it so that it is closer.

その後、ステップS6へ進み、ポスト処理を実行してメインルーチンを終了する。このポスト処理では、シミュレーション結果を容易に把握可能とするための可視化処理を行って表示装置12へ出力し、また、必要に応じてシミュレーション結果のデータをファイルに出力する。   Then, it progresses to step S6, a post process is performed, and a main routine is complete | finished. In this post-processing, a visualization process is performed so that the simulation result can be easily grasped and output to the display device 12, and the simulation result data is output to a file as necessary.

ポスト処理によって表示装置12に表示されるシミュレーション結果は、例えば、図6に例示される。図6の例は、初期メッシュを新規に生成して解析モデルに追加した図3のモデルに対するシミュレーション結果を示しており、底面に凹みが正しくエアポケットとして認識されていることがわかる。   The simulation result displayed on the display device 12 by the post processing is exemplified in FIG. The example of FIG. 6 shows a simulation result for the model of FIG. 3 in which an initial mesh is newly generated and added to the analysis model, and it can be seen that the dent is correctly recognized as an air pocket on the bottom surface.

また、以上のシミュレーションプログラムは、図7(a)に示すように、下面が開放された突起部102をT字結合した部材101に対しても適用することができ、板厚を考慮することで正確なシミュレーション結果を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 7A, the above simulation program can be applied to the member 101 in which the projecting portion 102 whose bottom surface is opened is T-coupled, and considering the plate thickness. Accurate simulation results can be obtained.

例えば、部材101に対して、板厚を考慮することなく薄板要素のみで解析モデルを構築すると、図7(b)に示すような解析モデルSFM1が得られる。この解析モデルSFM1では、部材の端部がフリーエッジとなり、処理上は問題なくシミュレーションを実行できるが、突起部102内部に発生するエアポケットを把握することができず、エアポケット無しというシミュレーション結果になり、誤判断を生じる。   For example, when an analysis model is constructed with only thin plate elements without considering the plate thickness for the member 101, an analysis model SFM1 as shown in FIG. 7B is obtained. In this analysis model SFM1, the end of the member becomes a free edge, and the simulation can be executed without any problem in processing, but the air pocket generated inside the protrusion 102 cannot be grasped, and the simulation result indicates that there is no air pocket. It causes misjudgment.

これに対し、板厚を考慮した解析モデルを表面要素で構築すると、図7(c)に示すような解析モデルSFM2が得られ、全ての表面メッシュが連続してフリーエッジが無くなるが、新規のメッシュMF2を既存のメッシュに接合して追加することにより、フリーエッジとなる初期メッシュを設定することができる。これにより、図7(b)の解析モデルSFM1と同様の手法でシミュレーションを実行することができ、図7(c)に示すように、突起部102内部にエアポケットが発生することを正しく認識したシミュレーション結果を得ることができる。   On the other hand, when the analysis model considering the plate thickness is constructed with the surface elements, an analysis model SFM2 as shown in FIG. 7C is obtained, and all the surface meshes continuously have no free edges. By joining the mesh MF2 to an existing mesh and adding it, an initial mesh that becomes a free edge can be set. As a result, the simulation can be executed by the same method as the analysis model SFM1 in FIG. 7B, and it is correctly recognized that an air pocket is generated inside the protrusion 102 as shown in FIG. 7C. Simulation results can be obtained.

以上、本実施の第1形態によれば、板厚の無視できない部材を全ての表面要素が連続するモデルでシミュレーションする場合においても、意図的にフリーエッジとなる初期要素を設定することで、複雑な3次元モデルを用いることなく、薄板要素のみによる幾何学的手法と同様の手法を用いることができる。これにより、シミュレーションの演算時間の短縮化やコンピュータにかかる負荷の低減を図ることができ、簡便でありながら正確なシミュレーション結果を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, even when a member whose thickness is not negligible is simulated with a model in which all surface elements are continuous, it is complicated by intentionally setting an initial element that becomes a free edge. A method similar to the geometric method using only thin plate elements can be used without using a three-dimensional model. Thereby, it is possible to shorten the calculation time of the simulation and reduce the load on the computer, and it is possible to obtain an accurate simulation result while being simple.

次に、本発明の実施の第2形態について説明する。図8は本発明の実施の第2形態に係り、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a flowchart of an air pocket simulation program according to the second embodiment of the present invention.

前述したように、表面要素で構築した解析モデルに初期メッシュを設定する際には、解析モデルの高い位置に初期メッシュを設定することが望ましい。従って、第2形態においては、ワークを液面に対して水平及び垂直方向から見て高い位置にあるメッシュのエッジを抽出し、この抽出したエッジに基づいて初期メッシュを設定する。   As described above, when setting an initial mesh in an analysis model constructed with surface elements, it is desirable to set the initial mesh at a high position in the analysis model. Therefore, in the second embodiment, an edge of a mesh located at a high position when the work is viewed from the horizontal and vertical directions with respect to the liquid surface is extracted, and an initial mesh is set based on the extracted edge.

このエッジ抽出処理を有する第2形態のシミュレーションプログラムは、図8のフローチャートに示される。このシミュレーションプログラムでは、先ず、最初のステップS11,S12において、第1形態のシミュレーションプログラム(図5参照)におけるステップS1,S2と同様、数値計算のための解析モデルを構築し、重力方向を設定する。次に、ステップS13で、ワークを模した解析モデルを水平及び上方方向から眺め、これらの方向から見える表面メッシュを抽出する。   A second form of simulation program having this edge extraction processing is shown in the flowchart of FIG. In this simulation program, first, in steps S11 and S12, similarly to steps S1 and S2 in the simulation program of the first embodiment (see FIG. 5), an analysis model for numerical calculation is constructed and the direction of gravity is set. . Next, in step S13, the analysis model simulating the workpiece is viewed from the horizontal and upward directions, and a surface mesh that can be seen from these directions is extracted.

次に、ステップS14へ進み、メッシュのエッジ検出角度を、隣接するメッシュとの間の法線の交差角度として設定する。更に、ステップS15で、水平及び上方方向から見える表面メッシュに対して、法線の交差角が指定した値よりも大きいメッシュを抽出し、このメッシュのエッジを高い位置にある処理対象のエッジとして検出する。   Next, the process proceeds to step S14, and the edge detection angle of the mesh is set as the normal intersecting angle with the adjacent mesh. Further, in step S15, a mesh whose normal crossing angle is larger than a specified value is extracted from the surface mesh seen from the horizontal and upward directions, and the edge of this mesh is detected as a processing target edge at a high position. To do.

ステップS15に続くステップS16では、検出したエッジよりも代表点(重心点、内心点、垂心点等)の高さが高いメッシュがあるか否かを調べる。そして、検出したエッジより高いメッシュが無い場合には、ステップS16からステップS18へ進み、検出したエッジより高いメッシュがある場合、ステップS17で、そのメッシュを抽出し、抽出したメッシュのエッジを処理対象のエッジとして、ステップS18へ進む。   In step S16 following step S15, it is checked whether or not there is a mesh whose representative point (centroid point, inner center point, vertical point, etc.) is higher than the detected edge. If there is no mesh higher than the detected edge, the process proceeds from step S16 to step S18. If there is a mesh higher than the detected edge, the mesh is extracted in step S17, and the edge of the extracted mesh is processed. Advances to step S18.

ステップS18以降は、第1形態と同様であり、ステップS18において初期メッシュを設定する。この初期メッシュの設定は、検出した高い位置のエッジを処理対象として、このエッジに、フリーエッジとなる新たなメッシュを接合する、検出したエッジのメッシュそのものを初期メッシュとする、或いは、検出したエッジに接するメッシュを削除するといった処理を行うことで、初期メッシュを設定する。   Step S18 and subsequent steps are the same as in the first embodiment, and an initial mesh is set in step S18. This initial mesh setting is based on the detected high-position edge, and a new mesh that becomes a free edge is joined to this edge, or the detected edge mesh itself is used as the initial mesh, or the detected edge The initial mesh is set by performing a process such as deleting the mesh that touches.

ステップS19,S20,S21は、第1形態のステップS4,S5,S6と同様であり、初期条件として初期メッシュの属性を気体から液体に変更した後、エアポケット判定計算処理を実施し、ポスト処理によりシミュレーション結果を表示する。   Steps S19, S20, and S21 are the same as steps S4, S5, and S6 of the first embodiment, and after changing the attribute of the initial mesh from gas to liquid as an initial condition, air pocket determination calculation processing is performed and post processing is performed. To display the simulation results.

第2形態においても、第1形態と同様、意図的にフリーエッジとなる初期要素を設定することで、板厚のある部材に対しても、複雑な3次元モデルを用いることなく、薄板要素のみによる幾何学的手法と同様の手法を適用して正常にシミュレーションを実行することができ、簡便且つ正確なシミュレーション結果を得ることができる。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, by setting the initial element that is intentionally a free edge, even for a member having a plate thickness, only a thin plate element is used without using a complicated three-dimensional model. By applying a technique similar to the geometric technique according to, simulation can be executed normally, and a simple and accurate simulation result can be obtained.

次に、本発明の実施の第3形態について説明する。図9及び図10は本発明の実施の第3形態に係り、図9は立体角の設定を示す説明図、図10は初期設定プログラムのフローチャートである。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIGS. 9 and 10 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram showing setting of a solid angle, and FIG. 10 is a flowchart of an initial setting program.

第3形態は、全ての表面メッシュが連続した解析モデルに対して、前述の第1形態の図4で説明した既存のメッシュの中から初期メッシュとして設定可能なメッシュを選択する手法を発展させ、適用範囲をより拡大するものである。   The third form develops a method of selecting a mesh that can be set as an initial mesh from the existing meshes described in FIG. 4 of the first form for an analysis model in which all surface meshes are continuous, The scope of application will be further expanded.

すなわち、第3形態においては、解析モデルを構成する各メッシュに対して立体角ψgを設定し、判定対象とするメッシュの立体角ψgの範囲内の視線方向に他のメッシュが存在するか否かを調べることにより、初期メッシュとして設定可能な否かを判定する。立体角ψgは、図9に示すように、或る1つのメッシュに対して、そのメッシュの代表点(例えば、重心点、内心点、外心点等)を中心として重力方向と反対方向を頂点方向とする半球を想定したとき、その半球の作る角度である。   That is, in the third mode, a solid angle ψg is set for each mesh constituting the analysis model, and whether or not another mesh exists in the line-of-sight direction within the range of the solid angle ψg of the mesh to be determined. To determine whether or not the initial mesh can be set. As shown in FIG. 9, the solid angle ψg has a vertex in the direction opposite to the gravity direction with respect to a certain mesh (for example, the center of gravity, inner center, outer center, etc.) as the center. If a hemisphere is assumed as the direction, this is the angle that the hemisphere makes.

或るメッシュを判定対象として、判定対象メッシュの代表点から立体角ψgの範囲内で他の方向を見たとき、どの方向を見ても他のメッシュが有る場合には、判定対象とするメッシュが他のメッシュ(壁)で囲まれていることを意味し、空気が滞留してエアポケットが発生する可能性が高いことを意味している。逆に、少なくとも1つの方向に他のメッシュが無い場合には、メッシュの無い方向から液体が浸入して判定対象メッシュが液体に浸漬されることを意味する。従って、判定対象メッシュの代表点から立体角ψgの範囲内で他の方向を見たとき、ある1方向のみでも他のメッシュが無い場合には、当該判定対象メッシュを初期メッシュとして設定することができる。   When a certain mesh is determined as a determination target and another direction is viewed within the range of the solid angle ψg from the representative point of the determination target mesh, if there is another mesh in any direction, the determination target mesh Means that it is surrounded by other meshes (walls), which means that there is a high possibility that air stays and air pockets are generated. Conversely, when there is no other mesh in at least one direction, it means that the liquid enters from the direction without the mesh and the determination target mesh is immersed in the liquid. Therefore, when another direction is seen within the range of the solid angle ψg from the representative point of the determination target mesh, if there is no other mesh in only one direction, the determination target mesh can be set as the initial mesh. it can.

尚、判定対象メッシュから立体角ψgの範囲内の視線方向で見て他のメッシュがあるか否かは、例えば、判定対象メッシュからの視線ベクトルと他のメッシュの法線ベクトルとの内積を調べる等して判断することができる。   Whether there is another mesh when viewed in the line-of-sight direction within the range of the solid angle ψg from the determination target mesh, for example, examines the inner product of the line-of-sight vector from the determination target mesh and the normal vector of the other mesh. And so on.

初期メッシュの設定は、具体的には、図10に示す初期設定プログラムに従って実施される。この初期設定プログラムは、前述した第1形態のシミュレーションプログラム(図5参照)におけるステップS3,S4に相当するものである。   Specifically, the initial mesh is set according to the initial setting program shown in FIG. This initial setting program corresponds to steps S3 and S4 in the simulation program of the first embodiment described above (see FIG. 5).

全体のシミュレーションプログラムにおいて、解析モデルの構築(図5のステップS1)、重力方向の設定(図5のステップS2)が済むと、初期設定プログラムが起動され、最初のステップS31において、解析モデルを構成する表面メッシュの中から、或る表面メッシュが判定対象メッシュとして選択される。   When the analysis model is constructed (step S1 in FIG. 5) and the gravity direction is set (step S2 in FIG. 5) in the entire simulation program, the initial setting program is started, and the analysis model is configured in the first step S31. A certain surface mesh is selected as a determination target mesh from the surface meshes to be determined.

次に、ステップS32へ進み、判定対象メッシュの代表点を中心として立体角ψgの範囲内で他の方向を見る。具体的には、判定対象メッシュの代表点を中心として水平方向及び水平より下方向から見上げることになる。そして、ステップS33で、見上げた先に他のメッシュが存在しない方向があるかを否かを調べ、立体角ψgの範囲内で他のメッシュが存在しない方向が1方向でもある場合は、ステップS34で判定対象メッシュを初期液内メッシュに設定する。ここで、初期液内メッシュは、初期条件として液体の属性に設定される初期メッシュである。   Next, the process proceeds to step S32, and the other direction is viewed within the solid angle ψg around the representative point of the determination target mesh. Specifically, it looks up from the horizontal direction and from below the horizontal with the representative point of the determination target mesh as the center. In step S33, it is checked whether or not there is a direction in which no other mesh exists at the point looked up. If there is also one direction in which no other mesh exists within the solid angle ψg, step S34 is performed. The determination target mesh is set to the initial submerged mesh. Here, the initial submerged mesh is an initial mesh set in the liquid attribute as an initial condition.

一方、立体角ψgの範囲内でどの方向を見上げても他のメッシュが存在する場合には、ステップS33からステップS35へ進み、判定対象メッシュを初期液外メッシュに設定する。ここで、初期液外メッシュは、初期条件として気体の属性に設定されるメッシュである。   On the other hand, if any other mesh exists in any direction within the range of the solid angle ψg, the process proceeds from step S33 to step S35, and the determination target mesh is set as the initial liquid outside mesh. Here, the initial submerged mesh is a mesh set as a gas attribute as an initial condition.

ステップS34或いはステップS35で初期条件を設定した後は、ステップS36へ進み、解析モデルの全ての表面メッシュについて初期設定を実施したか否かを調べる。そして、全ての表面メッシュについての初期設定が完了していない場合には、ステップS31へ戻って次の判定対象メッシュを選択して以上の処理を繰返し、全ての表面メッシュに対して初期設定が完了した場合、本プログラムを終了してシミュレーションプログラムのエアポケット判定計算処理(図5のステップS5)へ進む。   After the initial conditions are set in step S34 or step S35, the process proceeds to step S36, and it is checked whether or not the initial settings have been performed for all the surface meshes of the analysis model. If the initial settings for all surface meshes have not been completed, the process returns to step S31 to select the next determination target mesh and repeat the above processing to complete the initial settings for all surface meshes. In this case, this program is terminated and the process proceeds to the air pocket determination calculation process (step S5 in FIG. 5) of the simulation program.

第3形態においては、前述の各形態と同様、板厚のある部材に対して複雑な3次元モデルを用いることなく、薄板要素のみによる幾何学的手法と同様の手法を適用して正常にシミュレーションを実行することができ、しかも、既存のモデルを構成する要素の中から初期条件を設定することができ、簡便な手法とすることができる。   In the third mode, as in the above-mentioned modes, a simulation is normally performed by applying a method similar to the geometric method using only thin plate elements without using a complicated three-dimensional model for a member having a plate thickness. In addition, the initial conditions can be set from the elements constituting the existing model, and a simple method can be achieved.

次に、本発明の実施の第4形態について説明する。図11〜図14は本発明の実施の第4形態に係り、図11は面ベクトルの設定を示す説明図、図12は立体角の定義を示す説明図、図13は面ベクトルと重力ベクトルとで作る角度を示す説明図、図14は初期設定プログラムのフローチャートである。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. 11 to 14 relate to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 is an explanatory diagram showing the setting of a surface vector, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the definition of a solid angle, and FIG. FIG. 14 is a flowchart of the initial setting program.

第3形態で説明した立体角ψgを用いて初期メッシュを判定する処理は、立体角ψgの範囲内での全ての方向を見上げて判定処理を行うことになるため、比較的処理時間が掛かる。そこで、第4形態は、第3形態における立体角ψgを小さく絞り込むことにより、処理時間の短縮化を図る。   The process of determining an initial mesh using the solid angle ψg described in the third embodiment takes a relatively long processing time because the determination process is performed by looking up all directions within the range of the solid angle ψg. Therefore, in the fourth embodiment, the processing time is shortened by narrowing down the solid angle ψg in the third embodiment.

先ず、立体角ψgを絞り込むための前処理として、表面メッシュの生成時に、各メッシュのノードによるベクトルから決定される法線ベクトル(面ベクトル)の方向が物体の外側を向くようにメッシュのノードのレイアウトを整える。図11に示すように、通常は、各メッシュmshの面ベクトルVfの方向を表面(物体外部側)、反対方向を裏面(物体内部側)として表面メッシュを生成する。   First, as a pre-processing for narrowing down the solid angle ψg, when generating a surface mesh, the mesh node is set so that the direction of the normal vector (surface vector) determined from the vector of each mesh node faces the outside of the object. Arrange the layout. As shown in FIG. 11, normally, a surface mesh is generated with the direction of the surface vector Vf of each mesh msh as the front surface (object external side) and the opposite direction as the back surface (object internal side).

この面ベクトルVfを用いて、第4形態における立体角ψは、図12に示すように、或る1つのメッシュに対して、そのメッシュの代表点(例えば、重心点、内心点、外心点等)を中心として、重力Gの方向と反対方向を頂点方向とする半球の立体角ψgと、面ベクトルVfの方向を頂点方向とする半球の立体角ψsとが重なる範囲の角度として定義される。   Using this surface vector Vf, the solid angle ψ in the fourth embodiment is obtained by using a representative point of the mesh (for example, the center of gravity, inner center, outer center as shown in FIG. 12). Etc.) is defined as an angle in a range in which the solid angle ψg of the hemisphere having the direction opposite to the direction of gravity G as the apex direction and the solid angle ψs of the hemisphere having the direction of the surface vector Vf as the apex direction overlap. .

第3形態と同様、或るメッシュを判定対象として、判定対象のメッシュの代表点から立体角ψの範囲内の視線方向で他の方向を見たとき、どの方向を見ても他のメッシュが有る場合には、判定対象とするメッシュが他のメッシュ(壁)で囲まれていることを意味し、空気が滞留する可能性が高いことを意味している。   As in the third mode, when a certain mesh is used as a determination target and another direction is viewed in the line-of-sight direction within the solid angle ψ from the representative point of the determination target mesh, If there is, it means that the mesh to be determined is surrounded by another mesh (wall), which means that there is a high possibility that air will stay.

逆に、判定対象メッシュから立体角ψの範囲で他の方向を見たとき、ある1方向のみでも(少なくとも1方向に)他のメッシュが無い場合には、メッシュの無い方向から液体が浸入し、判定対象メッシュが液体に浸漬されることを意味し、当該判定対象メッシュを初期メッシュとして設定することができる。   On the other hand, when the other direction is viewed from the determination target mesh within the range of the solid angle ψ, if there is no other mesh in only one direction (at least in one direction), the liquid infiltrates from the direction without the mesh. This means that the determination target mesh is immersed in the liquid, and the determination target mesh can be set as the initial mesh.

この場合、更に高速化を図るためには、初期メッシュの判定対象とするメッシュを絞り込むことが望ましい。以下では、判定対象メッシュの絞り込みを、面ベクトルの方向によって実施する例について説明する。判定対象メッシュの絞り込みは、具体的には、図13に示すように、面ベクトルVfの方向と重力Gの方向とで作る角度θの大きさを調べることで行い、角度θが設定角度(例えば、90°)以上の条件を満足するメッシュのみを抽出して判定対象とする。   In this case, in order to further increase the speed, it is desirable to narrow down meshes to be determined as initial meshes. Hereinafter, an example in which the determination target mesh is narrowed down according to the direction of the surface vector will be described. Specifically, as shown in FIG. 13, the determination target meshes are narrowed down by examining the magnitude of the angle θ formed by the direction of the surface vector Vf and the direction of gravity G, and the angle θ is set to a set angle (for example, , 90 °), only meshes satisfying the above condition are extracted and determined.

すなわち、図13(a)に示すようにメッシュの表面側が垂直より上方向を向いている場合には角度θは90°以上であり、図13(b)に示すようにメッシュの表面側が垂直より下方向を向いている場合には角度θは90°未満となるが、このθ<90°のメッシュは、空気が滞留してエアポケットを形成する可能性があるため、初期メッシュの判定対象から除外する。   That is, as shown in FIG. 13 (a), when the surface side of the mesh faces upward from the vertical, the angle θ is 90 ° or more, and as shown in FIG. 13 (b), the surface side of the mesh is vertical. When facing downward, the angle θ is less than 90 °. However, the mesh of θ <90 ° has a possibility that air stays and forms an air pocket. exclude.

第4形態における初期設定プログラムは、図14に示される。このプログラムでは、最初のステップS41において、解析モデルを構成する表面メッシュの中から、或る表面メッシュを判定対象メッシュとして選択する。そして、ステップS42で、判定対象メッシュの面ベクトル方向と重力方向との間の角度θを算出し、ステップS43で、角度θが90°以上か否かを調べる。   The initial setting program in the fourth mode is shown in FIG. In this program, in a first step S41, a certain surface mesh is selected as a determination target mesh from the surface meshes constituting the analysis model. In step S42, an angle θ between the surface vector direction of the determination target mesh and the gravity direction is calculated. In step S43, it is checked whether the angle θ is 90 ° or more.

ステップS43において、θ<90°の場合には、選択したメッシュを判定対象から除外してステップS41へ戻り、次の判定対象メッシュを選択する。また、θ≧90°の場合、ステップS43からステップS44へ進み、判定対象メッシュの代表点を中心として重力方向と反対方向を頂点方向とする半球の立体角ψgと、判定対象メッシュの面ベクトル方向を頂点方向とする半球の立体角ψsとが重なる範囲の角度を、立体角ψとして算出する。   In step S43, if θ <90 °, the selected mesh is excluded from the determination target, the process returns to step S41, and the next determination target mesh is selected. If θ ≧ 90 °, the process proceeds from step S43 to step S44, where a solid angle ψg of a hemisphere having the representative point of the determination target mesh as the center and the direction opposite to the gravity direction as the apex direction, and the surface vector direction of the determination target mesh The angle in the range where the solid angle ψs of the hemisphere overlapping with the vertex direction is calculated as the solid angle ψ.

次に、ステップS45へ進み、判定対象メッシュの代表点から立体角ψの範囲内で他の方向を見上げ、ステップS46で、見上げた先に他のメッシュが存在しない方向があるかを否かを調べる。その結果、立体角ψgの範囲内で他のメッシュが存在しない方向が1方向でもある場合は、ステップS47で判定対象メッシュを初期液内メッシュに設定し、立体角ψの範囲内でどの方向を見上げても他のメッシュが存在する場合には、ステップS48で、判定対象メッシュを初期液外メッシュに設定する。   Next, the process proceeds to step S45, where the other direction is looked up within the range of the solid angle ψ from the representative point of the determination target mesh. In step S46, it is determined whether there is a direction where no other mesh exists. Investigate. As a result, if the direction in which no other mesh exists within the range of the solid angle ψg is also one direction, the determination target mesh is set as the initial submerged mesh in step S47, and which direction is within the range of the solid angle ψ. If another mesh exists even when looking up, the determination target mesh is set as the initial liquid outside mesh in step S48.

ステップS47或いはステップS48で初期条件を設定した後は、ステップS49へ進み、解析モデルの全ての表面メッシュについて初期設定を実施したか否かを調べる。そして、全ての表面メッシュについての初期設定が完了していない場合には、ステップS41へ戻って別の判定対象メッシュを選択して以上の処理を繰返し、全ての表面メッシュに対して初期設定が完了した場合、本プログラムを終了してシミュレーションプログラムのエアポケット判定計算処理(図5のステップS5)へ進む。   After the initial conditions are set in step S47 or step S48, the process proceeds to step S49, and it is checked whether or not the initial settings have been performed for all the surface meshes of the analysis model. If the initial settings for all surface meshes have not been completed, the process returns to step S41 to select another determination target mesh and repeat the above processing to complete the initial settings for all surface meshes. In this case, this program is terminated and the process proceeds to the air pocket determination calculation process (step S5 in FIG. 5) of the simulation program.

第4形態では、第3形態に比較してメッシュの代表点を中心とする半球の立体角ψgを絞り込んだ立体角ψを用いることにより、判定処理の処理速度を向上することができる。また、この判定処理を実施する前に、エアポケットを形成する可能性のあるメッシュを予め除外しておくことにより、更なる処理速度の向上を期待することができる。   In the fourth embodiment, the processing speed of the determination process can be improved by using the solid angle ψ obtained by narrowing down the solid angle ψg of the hemisphere centered on the representative point of the mesh as compared with the third embodiment. Further, prior to performing this determination process, it is possible to expect further improvement in processing speed by excluding meshes that may form air pockets in advance.

本発明の実施の第1形態に係り、シミュレーション装置の基本構成図The basic block diagram of the simulation apparatus according to the first embodiment of the present invention. 同上、車体の塗装ラインの概略説明図Same as above, schematic illustration of car body painting line 同上、フリーエッジとなるメッシュの設定を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing setting of mesh to be free edge 同上、初期メッシュの選択条件を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing initial mesh selection conditions 同上、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートSame as above, air pocket simulation program flowchart 同上、シミュレーション結果を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing simulation results 同上、板厚を考慮したシミュレーション結果を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing simulation results considering plate thickness 本発明の実施の第2形態に係り、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートA flowchart of an air pocket simulation program according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の第3形態に係り、立体角の設定を示す説明図Explanatory drawing which shows the setting of a solid angle according to 3rd Embodiment of this invention. 同上、初期設定プログラムのフローチャートSame as above, flowchart of initial setting program 本発明の実施の第4形態に係り、面ベクトルの設定を示す説明図Explanatory drawing which shows the setting of a surface vector concerning 4th Embodiment of this invention. 同上、立体角の定義を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing definition of solid angle 同上、面ベクトルと重力ベクトルとで作る角度を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing angle created by surface vector and gravity vector 同上、初期設定プログラムのフローチャートSame as above, flowchart of initial setting program 底面に凹みのあるソリッド部品を示す説明図Explanatory drawing showing a solid part with a dent on the bottom 図7のソリッド部品を表面メッシュでモデル化した例を示す説明図Explanatory drawing showing an example of modeling the solid part of FIG. 7 with a surface mesh

符号の説明Explanation of symbols

1 シミュレーション装置
10 演算装置
10a モデル構築部
10b 初期メッシュ設定部
10c エアポケット判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulation apparatus 10 Arithmetic apparatus 10a Model construction part 10b Initial mesh setting part 10c Air pocket determination part

Claims (8)

浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記解析モデルにおける重力と反対方向の高さが最も高い位置の表面要素に、要素同士が接続されていない不連続部分を有する新たな要素を接合し、この新たな要素を液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
を備えることを特徴とする空気溜まりのシミュレーション方法。
A computer that models the work to be dipped with data of multiple elements, and the computer determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity, and simulates air accumulation In the pool simulation method,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
A new element having a discontinuous part where the elements are not connected to each other is joined to the surface element having the highest height in the direction opposite to gravity in the above analysis model , and this new element is the initial element of the liquid attribute. an initial element setting step for setting as,
And the direction opposite position of gravity in the analytical model of any surface element attributes including the initial element has been determined, the analysis model other surface element adjacent to any surface element this attribute has been determined A determination step of comparing the position of the surface element in the opposite direction with gravity and determining the attribute of each surface element.
浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記解析モデルから上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
を備えることを特徴とする空気溜りのシミュレーション方法。
A computer that models the work to be dipped with data of multiple elements, and the computer determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity, and simulates air accumulation In the pool simulation method,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
An initial element setting step of selecting an element whose normal direction of the surface element is equal to or greater than a set angle with respect to the gravitational direction from the analysis model,
The position of an arbitrary surface element having an attribute including the initial element in the direction opposite to gravity in the analysis model in the analysis model, and the analysis model of another surface element adjacent to the arbitrary surface element having the attribute determined A determination step for comparing the position of the surface element in the opposite direction and determining the attribute of each surface element;
A method for simulating an air pocket, comprising:
浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかをコンピュータが決定して空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記表面要素の代表点を中心として重力方向と反対方向に立体角を設定した後、この立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
を備えることを特徴とする空気溜まりのシミュレーション方法。
A computer that models the work to be dipped with data of multiple elements, and the computer determines whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity, and simulates air accumulation In the pool simulation method,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
After setting the solid angle in the direction opposite to the gravity direction with the representative point of the surface element as the center, the element having no other surface element in the direction of at least one line of sight within the range of the solid angle is selected, and the liquid attribute An initial element setting step to set as an initial element of
The position of an arbitrary surface element having an attribute including the initial element in the direction opposite to gravity in the analysis model in the analysis model, and the analysis model of another surface element adjacent to the arbitrary surface element having the attribute determined A determination step for comparing the position of the surface element in the opposite direction and determining the attribute of each surface element;
A method of simulating an air pocket, comprising:
上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を抽出した後、抽出した要素の中から上記立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、上記初期要素として設定することを特徴とする請求項記載の空気溜りのシミュレーション方法。 After extracting an element whose normal direction of the surface element is equal to or larger than a set angle with respect to the direction of gravity, an element in which no other surface element exists in at least one line-of-sight direction within the range of the solid angle from the extracted elements 4. The method of simulating an air pocket according to claim 3 , wherein the initial element is selected. 浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記解析モデルにおける重力と反対方向の高さが最も高い位置の表面要素に、要素同士が接続されていない不連続部分を有する新たな要素を接合し、この新たな要素を液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
上記コンピュータが実行することを特徴とする空気溜りのシミュレーションプログラム。
A computer that simulates air accumulation by modeling the work to be dipped with multiple element data and determining whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. In the simulation program for air pockets,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
A new element having a discontinuous part where the elements are not connected to each other is joined to the surface element having the highest height in the direction opposite to gravity in the above analysis model , and this new element is the initial element of the liquid attribute. an initial element setting step for setting as,
And the direction opposite position of gravity in the analytical model of any surface element attributes including the initial element has been determined, the analysis model other surface element adjacent to any surface element this attribute has been determined And a determination step of determining the attribute of each surface element by comparing the position in the opposite direction with gravity in the above-mentioned computer .
浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記解析モデルから上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
を上記コンピュータが実行することを特徴とする空気溜りのシミュレーションプログラム。
A computer that simulates air accumulation by modeling the work to be dipped with multiple element data and determining whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. In the simulation program for air pockets,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
An initial element setting step of selecting an element whose normal direction of the surface element is equal to or greater than a set angle with respect to the direction of gravity from the analysis model, and setting as an initial element of a liquid attribute;
The position of an arbitrary surface element having an attribute including the initial element in the direction opposite to gravity in the analysis model in the analysis model, and the analysis model of another surface element adjacent to the arbitrary surface element having the attribute determined A determination step for comparing the position of the surface element in the opposite direction and determining the attribute of each surface element;
The computer executes the above, and a simulation program for air pockets.
浸漬処理を施すワークを複数の要素のデータでモデル化し、重力方向の位置関係に基づいて各要素の属性が気体であるか液体であるかを決定して空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、
上記ワークの表面形状を複数の表面要素で分割し、この複数の表面要素が上記ワークの全表面で連続した解析モデルを構築するモデル構築ステップと、
上記表面要素の代表点を中心として重力方向と反対方向に立体角を設定した後、この立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、液体の属性の初期要素として設定する初期要素設定ステップと、
上記初期要素を含む属性が確定している任意の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置と、この属性が確定している任意の表面要素に隣接する他の表面要素の上記解析モデルにおける重力と反対方向の位置とを比較し、各表面要素の属性を判定する判定ステップと
を上記コンピュータが実行することを特徴とする空気溜りのシミュレーションプログラム。
A computer that simulates air accumulation by modeling the work to be dipped with multiple element data and determining whether the attribute of each element is gas or liquid based on the positional relationship in the direction of gravity. In the simulation program for air pockets,
A model construction step of dividing the surface shape of the workpiece by a plurality of surface elements, and constructing an analysis model in which the plurality of surface elements are continuous on the entire surface of the workpiece;
After setting the solid angle in the direction opposite to the gravity direction with the representative point of the surface element as the center, the element having no other surface element in the direction of at least one line of sight within the range of the solid angle is selected, and the liquid attribute An initial element setting step to set as an initial element of
The position of an arbitrary surface element having an attribute including the initial element in the direction opposite to gravity in the analysis model in the analysis model, and the analysis model of another surface element adjacent to the arbitrary surface element having the attribute determined A determination step for comparing the position of the surface element in the opposite direction and determining the attribute of each surface element;
The computer executes the above, and a simulation program for air pockets.
上記表面要素の法線方向が重力方向に対して設定角度以上の要素を抽出した後、抽出した要素の中から上記立体角の範囲内の少なくとも1つの視線方向に他の表面要素が存在しない要素を選択し、上記初期要素として設定することを特徴とする請求項記載の空気溜りのシミュレーションプログラム。 After extracting an element whose normal direction of the surface element is equal to or larger than a set angle with respect to the direction of gravity, an element in which no other surface element exists in at least one line-of-sight direction within the range of the solid angle from the extracted elements The air retention simulation program according to claim 7 , wherein: is selected and set as the initial element.
JP2006254787A 2006-09-20 2006-09-20 Air pool simulation method and simulation program Expired - Fee Related JP4980015B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006254787A JP4980015B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Air pool simulation method and simulation program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006254787A JP4980015B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Air pool simulation method and simulation program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008077347A JP2008077347A (en) 2008-04-03
JP4980015B2 true JP4980015B2 (en) 2012-07-18

Family

ID=39349342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006254787A Expired - Fee Related JP4980015B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Air pool simulation method and simulation program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4980015B2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3840603B2 (en) * 1998-08-12 2006-11-01 トリニティ工業株式会社 Air pocket generation detection software when the work is immersed in the liquid
JP3870388B2 (en) * 1998-08-12 2007-01-17 トリニティ工業株式会社 Hydraulic transfer printing simulation software
JP4589034B2 (en) * 2004-06-02 2010-12-01 富士重工業株式会社 Air pool analysis method and computer program
JP4729283B2 (en) * 2004-09-30 2011-07-20 富士重工業株式会社 Fluid analysis method around body panel and fluid analysis program around body panel
JP2007039801A (en) * 2005-07-07 2007-02-15 Fuji Heavy Ind Ltd Simulation method for occurrence of air pocket in object to be coated and program which can be performed by computer capable of executing the simulation method
JP4823864B2 (en) * 2005-11-15 2011-11-24 富士重工業株式会社 Air pool generation simulation apparatus and method
JP4773833B2 (en) * 2006-01-27 2011-09-14 富士重工業株式会社 Air pool analyzer
JP2008033826A (en) * 2006-07-31 2008-02-14 Fuji Heavy Ind Ltd Simulation method and simulation program for air pocket

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008077347A (en) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4823864B2 (en) Air pool generation simulation apparatus and method
JP2007039801A (en) Simulation method for occurrence of air pocket in object to be coated and program which can be performed by computer capable of executing the simulation method
EP3753683A1 (en) Method and system for generating a robotic program for industrial coating
JP4746949B2 (en) Prediction method of air pool occurrence
JP4980015B2 (en) Air pool simulation method and simulation program
JP4807748B2 (en) Air pool simulation method and simulation program
CN110009742B (en) System and method for finite element mesh repair
JP4829729B2 (en) Method for simulating immersion liquid discharge time in vehicle body and computer-executable program for executing this simulation method
JP4896747B2 (en) Air pool simulation method and simulation program
JP2001134783A (en) Optimal analytic modeling controller and method for optimal control for analytic modeling
Borgart New challenges for the structural morphology group
JP4807747B2 (en) Air pool simulation method and simulation program
JP4773833B2 (en) Air pool analyzer
JP5583505B2 (en) Simulation method and simulation program
JP6544989B2 (en) Plant construction process change impact assessment device
JP2008033826A (en) Simulation method and simulation program for air pocket
CN110727981B (en) Method and device for generating column splicing node of light steel structure and storage medium
JP4907372B2 (en) Method for simulating the occurrence of air accumulation in an object to be immersed and a computer-executable program for executing the simulation method
JP4709021B2 (en) Gas pool analyzer
JP4907375B2 (en) Method for simulating the occurrence of air accumulation in an object to be immersed and a computer-executable program for executing the simulation method
JP2008033825A (en) Simulation method and simulation program of air pocket
CN110472362B (en) Composite material detection method, device, computer equipment and storage medium
JP4907392B2 (en) Method and program for simulating opening hole for immersion treatment
JP4916906B2 (en) Liquid pool simulation method and simulation program
JP4773837B2 (en) Air pool analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090803

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110913

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120410

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120418

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4980015

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees