JP6942874B1 - 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム - Google Patents
設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6942874B1 JP6942874B1 JP2020181645A JP2020181645A JP6942874B1 JP 6942874 B1 JP6942874 B1 JP 6942874B1 JP 2020181645 A JP2020181645 A JP 2020181645A JP 2020181645 A JP2020181645 A JP 2020181645A JP 6942874 B1 JP6942874 B1 JP 6942874B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- control unit
- design support
- dimensional
- design
- 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.)
- Active
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 32
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 28
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 25
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012946 outsourcing Methods 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/12—Geometric CAD characterised by design entry means specially adapted for CAD, e.g. graphical user interfaces [GUI] specially adapted for CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/14—Pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Architecture (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
図1に示すように、本実施形態では、設計支援システム20を用いる。
図2は、設計支援システム20等として機能する情報処理装置H10のハードウェア構成例である。
図1に示す設計支援システム20は、燃料電池の設計を支援するためのコンピュータシステムである。この設計支援システム20は、制御部21、設計情報記憶部22、3次元情報記憶部23を備えている。
流路平面図生成部213は、流路ネットワークのスケッチに基づいて、流路形状を2次元の多角形として表現した流路平面図を生成する処理を実行する。
発電特性計算部215は、上述した非特許文献1と同様に、発電特性を計算する処理を実行する。
ノード識別子データ領域には、各ノードを特定するための識別子に関するデータが記録される。
座標データ領域には、このノードの位置に関するデータが記録される。なお、ノードの位置(座標)は数値ではなく、ノードが配置される領域の長さを変数として定義することも可能である。例えば、各ノードの座標を算出するために、MEA幅と拡散部幅を変数とする関数を記録してもよい。
リンクデータ領域には、リンクされている2つのノードのノード識別子、リンクの太さ(流路幅に相当)、リンクの厚み(流路深さに相当)に関するデータが記録される。
次に、図3を用いて、設計支援処理を説明する。
まず、設計支援システム20の制御部21は、流路ネットワークのスケッチ支援処理(ステップS101)を実行する。具体的には、制御部21のスケッチ部211は、表示装置H13に設計入力画面を出力する。
流路ネットワーク属性欄540では、選択したノードのXY座標やリンクの流路幅や流路深さを設定するための領域である。
例えば、図7に示すように、MEA幅610と拡散部幅611の長さを表す2つの変数MEA_widthとdiff_widthを定義し、ノード612やノード613のX座標をこれらの変数の関数として与えることができる。これにより、これらの変数の値を変えることで、MEA幅と拡散部幅の異なる流路ネットワーク614を得ることができる。その他、流路ネットワークの部分形状の繰り返し数やレイヤの厚みなど各種属性を、ユーザが定義した変数の関数として与えることができるものとする。
そして、操作ボタン欄560においていずれかのボタンの押下を検知した場合、スケッチ部211は、設計入力画面において入力された設計値データ、スケッチデータを設計情報記憶部22に記録する。
等価直径は、例えば、(数2)に示すように、流路の断面積S、濡れぶち長さLから近似的に求めるものとする。
そして、流体特性計算部212は、表示装置H13に計算結果画面を出力する。
図8に示すように、計算結果画面において、流路ネットワーク620を表示させるようにしてもよい。この流路ネットワーク620では、圧力分布に応じて表示色を変更して表示する。また、流路ネットワーク620において、任意の切断線A−A’が指定された場合、この切断線と交差する各リンクの流量をグラフ621に表示してもよい。
なお、プレス加工の特性を忠実に再現するために、3次元形状の角を指定した曲率半径を持つように丸めてもよい。ただし、一般的に曲面を持つ3次元CADデータでは、後述するメッシュ生成の難易度が上がるため、本実施形態では角はあえて丸めないものとする。
この場合、図14に示すように、高分子形燃料電池のセル全体の3次元形状810を生成する。なお、図14では、3次元形状810ではZ軸方向に積層した各レイヤを、Z軸方向にばらして表示している。また、図15は、3次元形状810を、セルの中心をYZ平面で切断した際の断面拡大図810bである。
図16に示すように、本実施形態では、流路ネットワークのリンクの法線ベクトルを用いることで、流路の流れ方向に対して垂直な線で流路900を分割する。
(1)本実施形態では、設計支援システム20の制御部21は、流路ネットワークのスケッチ支援処理(ステップS101)を実行する。これにより、流路を点と線で表現した流路ネットワークにより、流路及び隣接する部品(プレス加工のための金型を含む)について、2次元図面及び3次元CADデータを自動で生成することができる。従って、2次元図面及び3次元CADデータの作成に要していた時間を大幅に短縮できる。例えば、従来の方法では、数週間かかる複雑な3次元CAD作業を1日程度で作成することができる。また、3次元CADソフトウェアの操作は複雑で時間がかかるため、開発現場では設計者とCADオペレータに担当者を分けている場合が多いが、本実施形態では、簡易なスケッチの操作で済むため設計者で作業を完結することが容易となる。また、2次元図面は、流路切削やプレス金型作成などの外注に用いることができる。
・上記実施形態では、設計入力画面において、加工方法に応じたボス押し角度等を設定する。これに代えて、加工方法の指定に応じて、設計支援システム20の制御部21が、形状を決定するようにしてもよい。この場合、設計支援システム20に、2次元形状を3次元化するための3次元化情報が記録された立体化情報記憶部を設ける。ここで、記録された3次元化情報には、製造方法識別子及び生成モデルに関するデータが含まれる。製造方法識別子データ領域には、流路を製造する場合の製造方法を特定するための識別子が記録される。製造方法としては、例えば、金型を用いたプレス加工、カーボンの切削加工等を用いることができる。生成モデルデータ領域には、入力された2次元形状を、3次元形状に変換するためのモデルが記録される。
Claims (11)
- 入力部に接続された制御部を備えた設計支援システムであって、
前記制御部が、
前記入力部から、流路形状を模擬した流路ネットワークを取得し、
前記流路ネットワークの流路幅及び流路深さを用いて、加工方法の加工特性に応じて、3次元化した3次元流路の設計データを生成することを特徴とする設計支援システム。 - 前記制御部が、前記加工方法としてプレス加工を特定した場合、前記プレス加工の工程における加工形状に応じて、前記3次元流路の設計データを生成することを特徴とする請求項1に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、前記加工方法として切削加工を特定した場合、前記切削加工の加工形状に応じて、前記3次元流路の設計データを生成することを特徴とする請求項1に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、前記流路ネットワークの流路幅を用いて、2次元の流路平面図を生成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、
前記流路ネットワークの寸法を定義する変数の変数値を取得し、
前記変数値に応じて、前記流路ネットワークの寸法を算出することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の設計支援システム。 - 前記制御部が、先行して生成した流路形状の3次元流路の設計データに応じて、隣接する後続の流路形状の3次元流路の設計データを生成することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、前記流路ネットワークの配置に基づいて、前記3次元流路のメッシュを生成することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、前記3次元流路に流体を流した場合に、前記流体による現象の状態分布を予測して出力することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の設計支援システム。
- 前記制御部が、前記予測した状態分布に応じて、前記流路ネットワークの寸法を調整することを特徴とする請求項8に記載の設計支援システム。
- 入力部に接続された制御部を備えた設計支援システムを用いて、設計支援を行なう方法であって、
前記制御部が、
前記入力部から、流路形状を模擬した流路ネットワークを取得し、
前記流路ネットワークの流路幅及び流路深さを用いて、加工方法の加工特性に応じて、3次元化した3次元流路の設計データを生成することを特徴とする設計支援方法。 - 入力部に接続された制御部を備えた設計支援システムを用いて、設計支援を行なうプログラムであって、
前記制御部を、
前記入力部から、流路形状を模擬した流路ネットワークを取得し、
前記流路ネットワークの流路幅及び流路深さを用いて、加工方法の加工特性に応じて、3次元化した3次元流路の設計データを生成する手段として機能させることを特徴とする設計支援プログラム。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020181645A JP6942874B1 (ja) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
EP21885625.0A EP4239511A1 (en) | 2020-10-29 | 2021-07-21 | Design assistance system, design assistance method, and design assistance program |
US18/250,705 US20230394186A1 (en) | 2020-10-29 | 2021-07-21 | Design assistance system, design assistance method, and design assistance program |
PCT/JP2021/027355 WO2022091503A1 (ja) | 2020-10-29 | 2021-07-21 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
CN202180073080.1A CN116457786A (zh) | 2020-10-29 | 2021-07-21 | 设计支援系统、设计支援方法以及设计支援程序 |
JP2021144800A JP7257472B2 (ja) | 2020-10-29 | 2021-09-06 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020181645A JP6942874B1 (ja) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021144800A Division JP7257472B2 (ja) | 2020-10-29 | 2021-09-06 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6942874B1 true JP6942874B1 (ja) | 2021-09-29 |
JP2022072286A JP2022072286A (ja) | 2022-05-17 |
Family
ID=77847092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020181645A Active JP6942874B1 (ja) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230394186A1 (ja) |
EP (1) | EP4239511A1 (ja) |
JP (1) | JP6942874B1 (ja) |
CN (1) | CN116457786A (ja) |
WO (1) | WO2022091503A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116834242B (zh) * | 2023-09-01 | 2023-11-21 | 青岛海泰科模具有限公司 | 一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04326168A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 図形データ処理装置 |
JP3172245B2 (ja) * | 1992-04-17 | 2001-06-04 | 株式会社トキメック | マニホールドブロック設計支援装置 |
JPH0822487A (ja) * | 1994-07-06 | 1996-01-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 射出成形用金型の冷却配管方法 |
JP2005347016A (ja) | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の発電計算方法及び装置、並びに燃料電池の性能評価方法及び装置 |
JP4007512B2 (ja) * | 2004-07-28 | 2007-11-14 | 廣之 成藤 | 樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置、及び記憶媒体 |
JP4760140B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2011-08-31 | 大日本印刷株式会社 | 表面にパイプを有する物体の三次元形状データの作成装置および作成方法 |
JP5208665B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2013-06-12 | 株式会社東芝 | 三次元データ作成装置とその方法、およびプログラム |
US8150668B2 (en) * | 2009-02-11 | 2012-04-03 | Livermore Software Technology Corporation | Thermal fluid-structure interaction simulation in finite element analysis |
US8812270B2 (en) * | 2011-09-01 | 2014-08-19 | Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. | Cooling circuit design |
CN105171342B (zh) * | 2015-08-24 | 2016-08-03 | 扬州大学 | 大型泵站虹吸式出水流道模型的制作成形方法 |
CN106649932B (zh) * | 2016-09-26 | 2019-08-30 | 合肥工业大学 | 一种压铸模浇注参数化设计系统及其方法 |
JP2020038582A (ja) | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社コンピュータシステム研究所 | 建築物設計支援システム、建築物設計支援および記憶媒体 |
-
2020
- 2020-10-29 JP JP2020181645A patent/JP6942874B1/ja active Active
-
2021
- 2021-07-21 US US18/250,705 patent/US20230394186A1/en active Pending
- 2021-07-21 WO PCT/JP2021/027355 patent/WO2022091503A1/ja active Application Filing
- 2021-07-21 EP EP21885625.0A patent/EP4239511A1/en active Pending
- 2021-07-21 CN CN202180073080.1A patent/CN116457786A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230394186A1 (en) | 2023-12-07 |
WO2022091503A1 (ja) | 2022-05-05 |
EP4239511A1 (en) | 2023-09-06 |
JP2022072286A (ja) | 2022-05-17 |
CN116457786A (zh) | 2023-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lohan et al. | Topology optimization for heat conduction using generative design algorithms | |
Behrou et al. | Topology optimization as a powerful tool to design advanced PEMFCs flow fields | |
JP6942874B1 (ja) | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム | |
JP7257472B2 (ja) | 設計支援システム、設計支援方法及び設計支援プログラム | |
JP2009122999A (ja) | 三次元形状最適化装置および三次元形状最適化方法 | |
CN109858161A (zh) | 一种基于Midas建模和Matlab转换的Abaqus网格划分方法 | |
CN115867430A (zh) | 增材制造中的打印工艺制定方法及装置 | |
Gunwant et al. | Topology optimization of continuum structures using optimality criterion approach in ANSYS | |
Goldstein et al. | SpaceAnalysis: A tool for pathfinding, visibility, and acoustics analyses in generative design workflows | |
Wuhrer et al. | Automatically creating design models from 3D anthropometry data | |
KR20190102730A (ko) | 자동가상풍동 시스템 및 자동가상풍동 해석 방법 | |
CN109885946B (zh) | 一种确定复合热源的能量分配的方法及焊接模拟方法 | |
Sedlaczek et al. | Topology optimization of large motion rigid body mechanisms with nonlinear kinematics | |
Kukreja et al. | An efficient iso-scallop toolpath planning strategy using voxel-based computer aided design model | |
US20230249275A1 (en) | Method for supplying values of parameters of a heat source intended to create a welded seam between two plates, corresponding computer program and corresponding device | |
Williams et al. | Deriving metamodels to relate machine learning quality to design repository characteristics in the context of additive manufacturing | |
JP2003344327A (ja) | 熱解析システム、熱解析方法およびその方法を実行するためのプログラム | |
JP3525634B2 (ja) | 図形情報集約制御装置 | |
Salem et al. | The implementations of parametric design tool in the Urban Environment to achieve Quality of Life | |
Mus et al. | CFD Modelling and Simulation of PEMFCs in STAR-CCM+ | |
Gerber et al. | Design agency: prototyping multi-agent system simulation for design search and exploration | |
Zhang et al. | An optimal flattening algorithm for ship hull plate fabricated by thermal forming | |
Roh | Ontology-based metamodeling and data mining for metal additive manufacturing | |
Pitts et al. | A parametric approach to 3D massing and density modelling | |
Emami | Topology Optimization: A Case Study of Precast Panels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201029 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210113 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20210406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210413 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210604 |
|
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: 20210810 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210908 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6942874 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |