JPH02197965A

JPH02197965A - ３次元の解析データを図形として表示する方法

Info

Publication number: JPH02197965A
Application number: JP1018266A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ozaki; 尾崎　雅則; Hiroyasu Enomoto; 博康榎本
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1990-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンビエータを使用した解析データの図形表示
方法に係り、特に３次元の解析データをわかり易く図形
的に表示する方法に関する。

〔従来の技術〕

最近のコンピュータ技術の進歩により、有限要素法、差
分法などを使用した、構造解析、熱伝導解析、流動解析
、電磁気解析の数値解析データは、今まで多くは２次元
で扱っていたのが、３次元で扱うようになってきている
。また、実験などにおいて、圧力針や流速計などの測定
器からの圧力、流速などのデータも、測定器の位置を３
次元的に移動させ、３次元で扱うようになってきている
。

これらの３次元データは、応力、圧力、流速等の数値が
３次元空間内の複数の場所で定義されている。

これらの数値だけでは、３次元空間内での現象がよく分
からないため、通常はプロッタあるいはディスプレイ装
置を使用して、それらの数値を等値線図あるいは矢印で
示したベクトル図等に変換して表示し、３次元空間内の
現象を把握している。

しかし、３次元の現象であるため、そのまま立体表示で
表すと、表示が複雑になり現象の把握がかえって困難に
なる。第１３図はその一例であり、３次元空間内のガス
流れ状況を速度ベクトル８として、矢印の長さで流れの
速さを、矢印の方向で流れの方向を示したものであるが
、３次元空間のすべての流速定義位置で速度ベクトルを
表示しているため矢印の遠近感もなく、矢印の交差、重
なりがあり流れの状況の把握は困難である。

そこで、通常は、第１４図に示すように、ある適当な断
面７を定めて、この断面内の速度ベクトル８を表示する
ことにより、ガス流れ状況を把握できる。もちろん、３
次元の現象であるため、複数の断面を表示させて、それ
らを総合して３次元の現象を把握するわけである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来技術では、３次元の現象を正確に把握する
には、その現象に見合った適当な位置の断面を適当な数
だけ表示しな（ではならない。応力、圧力、流速等の値
の変化の大きい領域では、断面の数を多くしなくては、
現象を正確に把握できないし、変化の小さい領域では、
断面の数が多いと表示が複雑になり、把握が困難になる
。

どの断面を表示すれば良いかは、構造解析あるいは流動
解析といった解析の結果分かるものであるため、断面の
指定は解析の後、行わなくてはならない。たとえば、断
面の位置を示す数値をキーボード等から入力して断面を
指定しな（ではならない。ところが、従、来から計算機
の内部では、３次元形状は座標として記憶されているの
で表示したい断面はその座標に換算して数値をキーボー
ド等から入力しなくてはならない。これでは、３次元形
状の座標値が分かってないと、断面を指定することがで
きない。最近では、有限要素法あるいは差分法等で解析
したときの節点番号あるいは要素番号を複数個キーボー
ドから入力して断面を指定する方法もあるが、この場合
もそれらの番号の位置関係が分かってないと、断面が指
定できない。

第１５図は、これらの従来の断面指定方法による断面内
の応力、圧力、流速等の値の表示手順をフローチャート
で示したものである。まず初めに３次元のデータを読込
み、そのデータから３次元領域の外形を計算する０次に
表示したい断面の数値を３次元形状の座標値から、もし
くは節点番号等の数値を計算し、その値をキーボード等
からコンピュータに入力する。コンピュータ内部でその
数値から断面を計算し、３次元データかち断面内のデー
タを抽出する。この断面データから、断面内の流速等の
値をディスプレイに表示し、さらに３次元領域の外形を
表示する。他の断面も表示したいときは、再び、断面の
数値の計算から繰り返す。

以上示すように、従来の方法では、３次元の形状を座標
値として理解した上で、表示したい断面の座標値を計算
して、もしくは断面が３次元領域内の節点番号あるいは
要素番号の何番に当るかを調べた上で、その数値をキー
ボード等から入力しなくてはならない。、これでは、３
次元形状を座標値で、もしくは節点あるいは要素番号で
理解した上で、さらに表示したい断面を数値で入力しな
いと断面内の各種の数値を得ることができないという複
雑な手順が必要であり、３次元現象を把握するには、相
当の時間が必要であるという欠点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

上記欠点・・は、ディスプレイ上に３次元領域の形状を
表示し、この形状において、カーソルを移動させること
によって断面を定義することにより、解消され、容易に
断面を得るという本発明の目的は、３次元の解析結果の
データを図形表示する方法において、３次元の解析デー
タを格納部に格納する工程と１．格納された３次元デー
タから３次元領域の外形を算出する工程と、算出された
上記外形に基づきディスプレイ表示部に上記外形に類似
する立体図形を表示する工程と、ディスプレイ表示部に
おいて上記立体図形内の断面を指定するためのカーソル
を表示しつつ移動する工程と、指定された立体図形上の
断面の位置を計算し決定する工程と、前記格納部に格納
されたデータより上記決定された断面のデータを抽出す
る工程と、抽出されたデータをもとに上記指定された断
面内のデータをディスプレイ表示部に表示する工程とよ
りなることを特徴とする３次元の解析データを図形とし
て表示する方法により達成される。

〔作用〕

上記３次元領域と、カーソル移動によって定義された３
次元領域内の断面は、従来からの、キーボードから数値
を入力して決定される断面と同一のものである。そのた
め、従来方法に代わって断面指定方法とすることができ
る。さらに、従来方法では、複雑な断面の指定方法が、
本発明によればディスプレイ上のカーソルを移動すると
いう単純で容易な方法に代わるので、指定間違いも非常
に少なくなり、断面の数値を計算する必要もなくなり、
誰でも容易に短時間で３次元の現象を把握できるように
なる。

〔実施例〕

第１図に本発明の具体的実施例を示す。ある３次元領域
内のガス流れ状況を表示したものである。

ディスプレイ図面１の右上部に３次元領域を立体図で示
した外形３と断面６を指定するカーソル５の移動範囲を
示す領域４から構成される立体メニュー２が位置してい
る。画面１の中央部には３次元領域９における断面７内
のガスの流速を表す速度ベクトル８から構成される３次
元現象の立体図１０がある。立体メニュー２中の３次元
領域の外形３と、３次元現象の立体図１０中の３次元領
域の外形９は相位であり、また、断面６と断面７も相似
で、それぞれの外形３．９に対する相対位置も同一で、
立体メニュー２における断面６は、３次元現象の立体図
１０の断面７に相当する。なお、第１図における断面６
および７は、−例であって３次元領域内であればどの断
面であっても構わない。また、立体メニュー２の位置も
右上部に限らない。

第２図は第１図のディスプレイ画面１を表示するための
装置の一例である。コンピュータ２０と、ディスプレイ
２１、入力装置２２およびコンピュータ２０と外部との
間で信号の受は渡しをする信号線２３から構成されてい
る。コンピュータ２０の内部には応力、圧力、流速とい
った３次元のデータの入っている３次元データ格納部２
４、各種演算を実行する演算部２５、演算部２５での演
算結果から、ディスプレイ２１に表示するための信号を
作り出す表示部２６、および入力装置２２からの信号を
演算部２５に送り出す入力部２７から構成されている。

本装置を使用することによって、第１図に示す３次元現
象の立体図１０と立体メニュー２をディスプレイ２１画
面上に表示することができ、入力装置２２によって、カ
ーソル５を画面上で移動させ、断面６をｔ旨定できる。

なお、３次元データ格納部２４は、コンピュータ２０の
外にあっても信号線で結ばれていれば構わない。

次に第２図の装置を使用して第１図の図形を表示する手
順について第３図に示すフローチャートで示す。まず初
めに、応力、圧力、流速といった３次元のデータをコン
ピュータ２０内に信号線２３を介して読み込み３次元デ
ータ格納部２４に格納する。次に、この格納された３次
元データから３次元の領域の外形を演算部２５内で計算
する。

この外形からディスプレイ画面１上に立体メニュー２を
表示する。同時にカーソル５も表示する。

このカーソル５を入力装置２２を使用して画面上で移動
させ立体メニュー２内の断面６を移動させる。カーソル
５が断面指定範囲５の中に位置している時は、断面６の
動きはカーソル５の動きに連動している０表示したい断
面をカーソル５を移動させて立体図形メニュー２内に表
示させ、入力装置２２からキーを押下するなりして信号
を入力部２７に送ると、その信号は演算部２５まで届き
、キーを押下した時点での、立体メニュー２上での断面
６の位置が、演算部２５内で計算され、その位置におけ
る応力、圧力、速度等の数値が、３次元データ格納部２
４より抽出され、その抽出されたデータをもとに、断面
７内の上記値を計算して圧力、応力、温度等の等値線あ
るいは速度ベクトル８等の矢印をディスプレイに表示し
、次に外形９を表示して、３次元現象の立体図１０とし
て表示する。他の断面の速度ベクトル等を表示するには
、再びカーソル５を使用して立体メニュー２中の断面６
を移動させ、以下同一の手順による。

以上に示す通り、本装置を使用すると、断面の位置を数
値としてキーボードから入力する手間が省けるばかりで
な（、非常に複雑なその数値の計算を一切省くことがで
きるため、３次元現象を把握するのに必要な断面内の速
度ベクトル等をディスプレイに容易に表示することがで
きるようになり、従来技術の欠点が、大きく解消される
。

第４図〜第７図に、立体メニュー２の他の表示方法につ
いて示す。

第４図は、立体メニュー２において、予め選択可能な複
数の断面１４を表示しておいて、この断面１４のうち、
表示したい断面６をカーソル５で選択できる構造となっ
ている。この構造によって、断面を予め登録しておけば
、断面の計算を、断面を選択するごとに実施する必要が
なく、応答の速い断面表示装置となる。また、常に同一
断面を選択できるので、３次元形状は同一だが、現象が
違う複数の３次元現象を同一断面で比較することも容易
である。

第５図は、同時に２種類の断面６を立体メニュー２に表
示し、それに対応して３次元現象の立体図１Ｏ中にも、
同時に２種類の断面を表示したもので、同一画面に複数
の断面７を表示して、現象の把握を容易にしたものであ
る。

第６図は、立体メニュー２を、３次元現象の立体図１０
と共用させたもので、立体メニュー２が不要であるため
、３次元現象の立体図１０を大きく表示することができ
、現象のより詳細な検討が可能である。

第７図は、立体メニュー２で選択した断面６を、立体図
の中の断面として表示するのでなく、平面図１４として
表示するものである。今までの立体図１０では、断面を
斜めから見ることになり、そのため現象の表示が変形し
て、正確な現象を把握できないことがあるが、本図のよ
うに平面図として表示すれば、そのような心配もない。

第８図は、立体メニュー２の代りに、三面図１５で３次
元領域を表したものである。この三面図内でカーソル５
を移動させれば、平面以外の任意の断面６を定義するこ
とができる。これによって複雑な現象も容易に把握でき
る。

また、３次元領域は直方体に限ったものでなく、第９図
に示すようにその他の一般の形状でも、断面選択方法は
同一である。

以上、第９図までは、断面は平面、もしくは平面を組合
せたものであったが、曲面を断面としても良い、第１θ
図は、曲り管の内部を３次元領域としたもので、この断
面６は、この３次元領域の曲りの中心を原点とする円筒
座標系Ｔ−θ−２で、半径Ｔを一定とする面で定義でき
る。このように、円筒座標系あるいは球座種糸で断面を
指定しても良い。

第１１図は、曲っ天ダクトの場合を示すが、この場合の
断面指定方法を第１２図で示す、この断面６は、（Ｃ）
に斜線で示すように＜ａ＞に斜線で示すダクトの向こう
側の外形面１２と、（ｂ）に斜線で示すダクトの手前側
の外形面１３の中間に位置するもので、外形面１２と、
外形面１３を適当に内挿すれば、断面６になる。この外
形面１２および１３は３次元のデータから３次元領域の
外形を計算するときに演算部２５内部で自動的に認識さ
れるものである。この方法によれば、その３次元領域の
外形に沿ったかたちで、断面を容易に選択できる。なお
、この第１１図においては、曲面を含む断面ではあるが
、図に示すように、その断面を平面に展開して表示して
も構わない。

また、本発明においては、断面内の数値は速度ベクトル
、等値線、数値をある範囲ごとに色分けあるいは模様分
は等の表現方法については問わない。

〔発明の効果〕

発明によれば、従来方法のように断面の数値を計算して
、毎回キーボードから入力しな（でも３次元領域の形状
に関係な（，３次元領域内の断面を任意に選択すること
ができ、その選択した断面内の応力、圧力、流速といっ
た値を容易に画面に出力することができる。そのため３
次元の現象を把握するのに必要な断面内の上記値を短時
間のうちに出力でき、３次元の現象を容易に短時間で把
握できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図は第１図の実施例を
実行するためのコンピュータ構成図、第３図は第１図の
実施例を実行するための手順フロー図、第４図から第１
１図までは本発明の他の実施例図、第１２図は第１１図
における断面計算方法を示す模式図、第１３図と第１４
図は従来の３次元現象の表示例図、第１５図は従来の３
次元データの図形表示方法の手順フロー図である。１・・・ディスプレイ画面、２・・・立体メニュー　３
・・・３次元領域の外形、４・・・断面指定範囲、５・
・・カーソル、６・・・（カーソルの指定した）断面、
７・・・（解析データの表示）断面、８・・・速度ベク
トル、９・・・３次元領域の外形、１０・・・３次元現
象の立体図。出廓人　バブコック日立株式会社代理人　弁理士　川　北　武　長第図第図第図第図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

　３次元の解析結果のデータを図形表示する方法におい
て、３次元の解析データを格納部に格納する工程と、格
納された３次元データから３次元領域の外形を算出する
工程と、算出された上記外形に基づきディスプレイ表示
部に上記外形に類似する立体図形を表示する工程と、デ
ィスプレイ表示部において上記立体図形内の断面を指定
するためのカーソルを表示しつつ移動する工程と、指定
された立体図形上の断面の位置を計算し決定する工程と
、前記格納部に格納されたデータより上記決定された断
面内のデータを抽出する工程と、抽出されたデータをも
とに上記指定された断面内のデータをディスプレイ表示
部に表示する工程とよりなることを特徴とする３次元の
解析データを図形として表示する方法。