JP5919784B2 - 設計支援方法、設計支援プログラムおよび設計支援装置 - Google Patents
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Description
数値解析では、例えば、構造体の三次元の形状データを、所定のメッシュで多数の多面体要素に分割して数値解析用のモデルを生成し、生成したモデルを用いて数値解析を実行する。
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態の設計支援装置を示す図である。
なお、移動部1aと計算部1cは、設計支援装置1が有するCPU(Central Processing Unit)により実現することができる。また、記憶部1bは、設計支援装置1が有するRAM(Random Access Memory)やハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)等が備えるデータ記憶領域により実現することができる。
粒子3の径は、設計者により設定されたものであり、連続した1つの空間の最小径を規定する大きさに設定されている。本実施の形態では、粒子3の径は、連結部2bの断面積よりも大きく設定されている。なお、粒子3の形状は球形に限定されず、例えば多角形でもよい。
移動部1aは、テーブル1b1のメッシュ番号の中から軌跡の欄の値が「0」に設定されたメッシュ番号を取得する。本実施の形態では、連結部2bおよび第2の構造体2cに位置するメッシュ番号が取得される。そして、移動部1aは、取得した各メッシュ番号のメッシュ上に粒子3を発生したときに連結部2bおよび第2の構造体2cの内周に干渉するか否かを判断する。そして、移動部1aは、メッシュ上に粒子3を発生したときに内周に干渉したメッシュ番号に対応する発生の欄には「0」を設定し、メッシュ上に粒子3を発生したときに内周に干渉しなかったメッシュ番号に対応する発生の欄には「1」を設定する。
結合関係図4の領域4a、4b、4cの大きさは、それぞれ第1の構造体2a、連結部2b、および第2の構造体2cの容積の比を示している。領域4a、4b、4c内の数字は、それぞれ第1の構造体2a、連結部2b、および第2の構造体2cの容積を示している。
<第2の実施の形態>
図2は、第2の実施の形態の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
RAM102は、設計支援装置10の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に使用する各種データが格納される。
図3は、第2の実施の形態の設計対象の3Dモデルの側面を示す図である。
設計支援装置10は、初期値受付部110と、初期値記憶部120と、管理テーブル記憶部130と、メッシュ生成部140と、空間分類処理部150と、粒子発生部160と、粒子移動処理部170と、マーク識別処理部180と、容積計算部190と、容積記憶部200とを有している。
本実施の形態では、粒子情報はテーブル化されて記憶されている。粒子管理テーブル121には、粒子名、粒子サイズ、粒子数、発生位置、移動時間および移動速度の欄が設定されている。横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
粒子サイズの欄には、粒子発生部160に発生させる粒子のサイズが設定されている。
発生位置の欄には、粒子発生部160に発生させる粒子の位置が設定されている。
移動時間の欄には、粒子移動処理部170に粒子を移動させる時間が設定されている。
再び図4に戻って説明する。
管理テーブル記憶部130には、空間容積の連結状態を算出する際に使用するデータを管理するメッシュ管理テーブル131が記憶される。メッシュ管理テーブル131には、メッシュ生成部140、空間分類処理部150、粒子発生部160、および粒子移動処理部170の処理結果が格納される。
図6は、メッシュ管理テーブルを示す図である。
メッシュ座標の欄には、メッシュの位置を識別する座標が設定される。
マーク識別処理部180は、メッシュ管理テーブル131のマーク用フラグの欄に設定されたフラグを用いてマークB1がついた3Dモデルを識別する。
結合関係図30の領域31、32、33の大きさは、それぞれ構造体22、23、24の容積の比を示している。領域31、32、33内の数字は、それぞれ構造体22、23、24の容積を示している。
図8および図9は、設計支援装置の処理を示すフローチャートである。
[ステップS1] 初期値受付部110は、受け付けた粒子情報の初期値を初期値記憶部120に記憶する。その後、ステップS2に遷移する。
[ステップS3] メッシュ生成部140は、生成したメッシュの座標をメッシュ管理テーブル131に記憶する。その後、ステップS4に遷移する。
[ステップS5] 空間分類処理部150は、ステップS4にて選択されたレコードのメッシュ識別番号のメッシュにおいて、部品が占める比率が予め定めた設定値以上か否かを判断する。部品が占める比率が予め定めた設定値以上である場合(ステップS5のYes)、ステップS6に遷移する。部品が占める比率が予め定めた設定値未満である場合(ステップS5のNo)、ステップS7に遷移する。
[ステップS7] 空間分類処理部150は、空間識別フラグの欄に「1」(空間)を設定する。その後、ステップS8に遷移する。
[ステップS10] 粒子発生部160は、粒子管理テーブル121を参照し、粒子Aを選択する。その後、ステップS11に遷移する。
[ステップS13] 粒子発生部160は、粒子管理テーブル121を参照し、粒子Bを選択する。その後、ステップS14に遷移する。
[ステップS17] マーク識別処理部180は、マークB1が「1」のメッシュを粒子発生位置に設定する。その後、ステップS18に遷移する。
[ステップS19] 粒子発生部160は、粒子管理テーブル121を参照し、粒子Cを選択する。その後、ステップS20に遷移する。
[ステップS22] 容積計算部190は、メッシュ管理テーブル131を用いて各構造体の容積を計算する。
次に、ステップS11およびステップS14の粒子発生移動処理を説明する。
図10は、粒子発生移動処理を示すフローチャートである。
次に、図9のステップS20の粒子発生処理を説明する。
<具体例>
図11および図12は、具体例を説明する図である。
次に、粒子発生部160は、図12(b)に示すように、マークB1の欄に「1」が設定された任意のメッシュを粒子発生位置とする位置に粒子Aと同じ大きさの粒子Cを発生させる。例えば、メッシュ識別番号59のメッシュに粒子Cを発生させた場合、粒子Cは、部品空間識別フラグの欄の値が「1」であるが、構造体23の内周面と干渉するので、粒子生成可否フラグの欄を「0」に設定する。また、他の例として、メッシュ識別番号223のメッシュに粒子Cを発生させた場合、粒子Cは、部品空間識別フラグの欄の値が「1」であり、構造体24の内周面に干渉しないので、粒子生成可否フラグCの欄を「1」に設定する。
まず、容積計算部190は、マークAの欄が「1」に設定されている数を計数する。そして、計数した数にメッシュの単位容積を乗じた結果を構造体22の容積とする。次に、容積計算部190は、マークB2の欄が「1」に設定されている数を計数する。そして、計数した数にメッシュの単位容積を乗じた結果を構造体23の容積とする。次に、容積計算部190は、マークCの欄が「1」に設定されている数を計数する。そして、計数した数にメッシュの単位容積を乗じた結果を構造体24の容積とする。図12(c)は、異なる領域として計算された構造体22、23、24を模様を付して図示している。
以上述べたように、設計支援装置10によれば、連結部分を備える3Dモデル20において、指定した大きさ以上の断面積を備える構造体22の容積を求めることができる。従って、設計者は、構造体22がスピーカ21の後気質として機能することを設計時に把握することができる。このため、設計者は例えば構造体22の容積を広げるように設計をやり直したりすることが可能となり、設計段階で、より精密な音響設計が可能となる。
次に、第3の実施の形態の設計支援装置について説明する。
以下、第3の実施の形態の設計支援装置について、前述した第2の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3の実施の形態の設計支援装置10aは、容積計算部190に一部の機能を加えた容積計算部190aを有している。
図14に示す構造体51、52は、設計対象の3Dモデルの一例を示している。構造体51、52の表面は、三角形のポリゴンで表現されている。
ポリゴン番号の欄には、構造体51、52のポリゴンの位置を識別する番号が設定されている。ポリゴン番号は、構造体51、52を作成する際に予め割り振られたものを用いることができる。
容積計算部190aは、管理テーブル191のポリゴン番号の欄の任意の番号のポリゴンを選択する。図14では、構造体51の表面を構成する任意の1つのポリゴン51aが選択された場合を示している。容積計算部190aは、ポリゴン51aに隣接する3つのポリゴン51b、51c、51dを検索する。容積計算部190aは、ポリゴン51b、51c、51dにさらに隣接する3つのポリゴンを検索する。
図15、図16、および図17は、第3の実施の形態の設計支援装置の処理の具体例を説明する図である。
第3の実施の形態の具体例においても第2の実施の形態の具体例と同様に、図15(a)に示すように、粒子Aを発生させて移動させ、粒子Aが位置するメッシュ管理テーブル131のマークAの欄に「1」を設定する。図15(b)は、マークAの欄に「1」が設定されたメッシュの領域61を示している。また、図15(c)に示すように、粒子Bを発生させて移動させ、メッシュ管理テーブル131の粒子Bが位置するマークBの欄に「1」を設定する。図15(d)は、マークBの欄に「1」が設定されたメッシュの領域62を示している。そして、マーク識別処理部180は、マークB1の欄の、マークAの欄に「0」が設定され、マークBの欄に「1」が設定された箇所を「1」に設定する。図16(a)は、マークB1の欄に「1」が設定されたメッシュの領域63を示している。
まず、容積計算部190は、マークAの欄が「1」に設定されている数を計数する。そして、計数した数にメッシュの単位容積を乗じた結果を構造体22の容積とする。
結合関係図70の領域71、72、73、74、75の大きさは、それぞれ構造体22、23、24、25、26の容積の比を示している。領域71、72、73、74、75内の数字は、それぞれ構造体22、23、24、25、26の容積を示している。
そして、第3の実施の形態の設計支援装置10aによれば、さらに、分離された空間を把握することができる。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、設計支援装置1、10が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクには、DVD、DVD−RAM、CD−ROM/RW等が挙げられる。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)等が挙げられる。
(付記1) コンピュータが、
設計対象の三次元モデルの内部空間の指定位置に配置した、指定された径の大きさの粒子を任意方向に移動させ、
前記粒子が移動した軌跡を記録し、
記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する、
ことを特徴とする設計支援方法。
前記粒子は、前記第1の構造体の指定位置に配置され、
前記三次元モデルが形成する空間領域から、記録された前記軌跡により形成される空間領域を除外した空間領域を計算し、
計算された前記空間領域の内部の指定位置に配置した前記粒子と計算された前記空間領域を形成する内周との干渉の有無を記録し、
記録された干渉が有る領域を用いて前記連結部の容積を計算することを特徴とする付記1記載の設計支援方法。
(付記4) 前記第2の構造体の表面を構成するポリゴンの位置情報を用いて、前記第2の構造体が複数の構造体で形成されているか否かを判断し、前記第2の構造体が複数の構造体で形成されている場合、前記複数の構造体毎に容積を計算することを特徴とする付記3記載の設計支援方法。
記録された前記連結部の断面の径以下の粒子が移動した軌跡により形成される第1の領域から前記連結部の断面の径より大きい粒子が移動した軌跡により形成される第2の領域を除外して前記空間領域を計算することを特徴とする付記2記載の設計支援方法。
(付記8) コンピュータに、
設計対象の三次元モデルの内部空間の指定位置に配置した、指定された径の大きさの粒子を任意方向に移動させ、
前記粒子が移動した軌跡を記録し、
記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する、
処理を実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
前記粒子が移動した軌跡を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する計算部と、
を有することを特徴とする設計支援装置。
1a 移動部
1b 記憶部
1b1 テーブル
1c 計算部
2 三次元モデル
2a 第1の構造体
2b 連結部
2c 第2の構造体
2d 接続部
3 粒子
4、30、70 結合関係図
20 3Dモデル
110 初期値受付部
120 初期値記憶部
121 粒子管理テーブル
130 管理テーブル記憶部
131 メッシュ管理テーブル
140 メッシュ生成部
150 空間分類処理部
160 粒子発生部
170 粒子移動処理部
180 マーク識別処理部
190 容積計算部
200 容積記憶部
Claims (8)
- コンピュータが、
設計対象の三次元モデルの内部空間の指定位置に配置した、指定された径の大きさの粒子を任意方向に移動させ、
前記粒子が移動した軌跡を記録し、
記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する、
ことを特徴とする設計支援方法。 - 前記三次元モデルは、第1の構造体と前記第1の構造体に連結部を介して連続する空間を形成する第2の構造体とを備え、
前記粒子は、前記第1の構造体の指定位置に配置され、前記粒子の指定された径の大きさは、前記連結部の断面の径より大きく、
前記三次元モデルが形成する空間領域から、記録された前記軌跡により形成される空間領域を除外した空間領域を計算し、
計算された前記空間領域の内部の指定位置に配置した前記粒子と計算された前記空間領域を形成する内周との干渉の有無を記録し、
記録された干渉が有る領域を用いて前記連結部の容積を計算することを特徴とする請求項1記載の設計支援方法。
- 記録された干渉が無い領域を用いて前記第2の構造体の容積を計算することを特徴とする請求項2記載の設計支援方法。
- 前記第2の構造体の表面を構成するポリゴンの位置情報を用いて、前記第2の構造体が複数の構造体で形成されているか否かを判断し、前記第2の構造体が複数の構造体で形成されている場合、前記複数の構造体毎に容積を計算することを特徴とする請求項3記載の設計支援方法。
- 記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積が、前記三次元モデルの容積に一致するか否かを判断し、記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積が、前記三次元モデルの容積に一致しない場合、前記三次元モデルが形成する空間領域から、記録された前記軌跡により形成される空間領域を除外した空間領域を計算することを特徴とする請求項2記載の設計支援方法。
- 前記連結部の断面の径以下の粒子を任意方向に移動させ、前記粒子が移動した軌跡を記録し、
記録された前記連結部の断面の径以下の粒子が移動した軌跡により形成される第1の領域から前記連結部の断面の径より大きい粒子が移動した軌跡により形成される第2の領域を除外して前記空間領域を計算することを特徴とする請求項2記載の設計支援方法。 - コンピュータに、
設計対象の三次元モデルの内部空間の指定位置に配置した、指定された径の大きさの粒子を任意方向に移動させ、
前記粒子が移動した軌跡を記録し、
記録された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する、
処理を実行させることを特徴とする設計支援プログラム。 - 設計対象の三次元モデルの内部空間の指定位置に配置した、指定された径の大きさの粒子を任意方向に移動させる移動部と、
前記粒子が移動した軌跡を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記軌跡により形成される空間領域の容積を計算する計算部と、
を有することを特徴とする設計支援装置。
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