JPH08297654A - Method and device for ordering mesh node - Google Patents

Method and device for ordering mesh node

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JPH08297654A
JPH08297654A JP9923495A JP9923495A JPH08297654A JP H08297654 A JPH08297654 A JP H08297654A JP 9923495 A JP9923495 A JP 9923495A JP 9923495 A JP9923495 A JP 9923495A JP H08297654 A JPH08297654 A JP H08297654A
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JP
Japan
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group
node
nodes
priority
mesh
Prior art date
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JP9923495A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kawamoto
茂 川本
Hisanori Nonaka
久典 野中
Masanori Takamoto
政典 高元
Yasuhiro Kobayashi
康弘 小林
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To reduce storage capacity and to improve arithmetic efficiency when solving a simultaneous linear equations. CONSTITUTION: An input device 101 sends the data of a mesh-divided structure through a CPU 102 to a storage device 103 as a graph. A directional priority deciding device 104 receives the graph from the storage device 103 through the CPU 102, passes it through a priority deciding device 105 for the respective directions of the graph and sends this information through the CPU 102 to the storage device 103. A node numbering device 106 receives the information from the storage device 103 through the CPU 102, numbers the nodes of a group and sends this information through the CPU 102 to the storage device 103. The graph, for which all the nodes are completely numbered by ordering, is sent from the storage device 103 through the CPU 102 to an output device 107 together with the number table of respective nodes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、物体の構造解析を行う
過程において登場する連立一次方程式を解く際に、記憶
容量の低減と演算効率の向上のため、連立一次方程式の
係数行列に対して前処理を行う方法およびその装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a coefficient matrix of simultaneous linear equations in order to reduce memory capacity and improve calculation efficiency when solving simultaneous linear equations that appear in the process of analyzing the structure of an object. The present invention relates to a method and an apparatus for performing pretreatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】構造解析では、解析の対象となる構造物
を、物体の形状を特徴付ける一つ以上の線または面と平
行な方向にメッシュ線を引くことによりメッシュ分割
し、メッシュ線の交点(以下、このような点のことを節
点と呼ぶ)およびメッシュ線の切片(以下、このような
線分のことを枝と呼ぶ)によって構成されたグラフによ
って表現する。そして、各節点の変位(位置の変化)と
外力(外部から加わる力)の関係を、係数行列Aおよび
右辺ベクトルbを用いて連立一次方程式Ax=bに定式
化し、解xを求める。スカイライン行列は、構造解析の
分野で一般にみられ、図2のように要素の大部分が零で
非零要素が行列の対角付近に集中し、さらに行列の各要
素が対角線を対称軸として同じ値であるという特徴を持
つ行列である。スカイライン法は、スカイライン行列の
特徴を生かして、連立一次方程式を解く際に、演算に関
与する対角要素付近の非零要素の領域のみを記憶して、
これに対する演算を実行する行列解法であり、記憶容量
の低減と演算効率の向上を図る。従って、係数行列にお
いて非零要素が対角要素付近へ集している場合に、スカ
イライン法の性能は良くなる。
2. Description of the Related Art In structural analysis, a structure to be analyzed is divided into meshes by drawing mesh lines in a direction parallel to one or more lines or planes that characterize the shape of an object, and intersection points of mesh lines ( Hereinafter, such a point will be represented by a graph constituted by a segment and a mesh line intercept (hereinafter, such a line segment will be referred to as a branch). Then, the relationship between the displacement (change in position) of each node and the external force (force applied from outside) is formulated into a simultaneous linear equation Ax = b using the coefficient matrix A and the right side vector b, and the solution x is obtained. The skyline matrix is generally found in the field of structural analysis. As shown in Fig. 2, most of the elements are zero and non-zero elements are concentrated near the diagonal of the matrix, and each element of the matrix is the same with the diagonal line as the axis of symmetry. It is a matrix with the characteristic that it is a value. The skyline method uses the characteristics of the skyline matrix to store only non-zero element regions near diagonal elements involved in the operation when solving simultaneous linear equations.
This is a matrix solution method that executes an operation for this, and aims to reduce the storage capacity and improve the operation efficiency. Therefore, the performance of the skyline method is improved when the non-zero elements are gathered near the diagonal elements in the coefficient matrix.

【0003】性能の向上を図るために、係数行列の非零
要素を対角要素付近に集中させることを目的として、連
立一次方程式を解く前に、係数行列の行と行および列と
列を交換する前処理を行う必要がある。この前処理はオ
ーダリングと呼ばれ、係数行列の構造(図3(a))に
対応したグラフ(図3(b):係数行列の列の番号と非
零要素がそれぞれ節点と枝に対応している)で各節点に
付けられた番号を変更する操作に対応する。また、係数
行列の対角要素付近へ非零要素を集中させることは、係
数行列に対応したグラフで、隣接している任意の2節点
の番号差を小さくすることに対応している。
In order to concentrate the non-zero elements of the coefficient matrix near the diagonal elements in order to improve performance, the rows and rows and the columns and columns of the coefficient matrix are exchanged before solving the simultaneous linear equations. It is necessary to perform pre-processing. This preprocessing is called ordering, and the graph (FIG. 3B) corresponding to the structure of the coefficient matrix (FIG. 3A): the column numbers and nonzero elements of the coefficient matrix correspond to nodes and branches, respectively. Yes) corresponds to the operation of changing the number assigned to each node. Further, concentrating non-zero elements near the diagonal elements of the coefficient matrix corresponds to reducing the number difference between any two adjacent nodes in the graph corresponding to the coefficient matrix.

【0004】オーダリング方法の従来技術は、Reverse
Cuthill−Mckee法(以下RCM法と略す。行列計算ソフ
トウェア:丸善株式会社,小国 力編著.村田建郎他
著,1991年)が一般に用いられている。RCM法の
実行手順の概略を図4と対応付けながら以下に説明す
る。以下の説明で、線分距離とはグラフ上で任意の2節
点を結ぶための枝の最小本数をいう。
The prior art of the ordering method is Reverse
The Cuthill-Mckee method (hereinafter abbreviated as RCM method. Matrix calculation software: Maruzen Co., Ltd., Oguni Riki Ed. Murata Kenro et al., 1991) is generally used. The outline of the execution procedure of the RCM method will be described below in association with FIG. In the following description, the line segment distance means the minimum number of branches for connecting any two nodes on the graph.

【0005】(1)グラフで、各節点から出ている枝の
本数を求め、枝の本数が最小の節点を基準節点として選
び、節点の番号を1とする。
(1) In the graph, the number of branches extending from each node is calculated, the node having the smallest number of branches is selected as the reference node, and the node number is set to 1.

【0006】(図4(a)の節点1に対応) (2)各節点で基準節点からの線分距離を計算し、この
線分距離が短い順に全ての節点に番号を付ける。
(Corresponding to the node 1 in FIG. 4A) (2) The line segment distance from the reference node is calculated at each node, and all nodes are numbered in ascending order of the line segment distance.

【0007】(図4(a)の各頂点に付随する数字が節
点番号である) (3)(2)の時点で全ての節点に付いている節点の番
号を逆順に付け替える。(図4(b)の各頂点に付随す
る数字が節点番号である) 従来技術であるRCM法は、基準節点から各節点までの
線分距離が等しい場合の節点の番号付けに関する指標が
明確に定まっていないために、これらの節点の番号を任
意に設定した場合、隣接している2節点の番号差の最大
値が小さくならない場合が起こり得るという問題点があ
る。例えば、図5(a)のトーラス形状物体の構造物に
対応した図5(b)のグラフにRCM法を適用した場
合、図6(a)のように番号を付ければ一本の枝で接続
された2節点の番号差の最大値(例えば節点番号15と
節点番号28)は13であるが、図6(b)のように番
号を付けた場合は一本の枝で接続された2節点の番号差
の最大値(例えば節点番号14と節点番号35)は21
となり、隣接している2節点の番号差の最大値が大きく
なってしまう。このため、構造解析の対象がトーラス形
状物体であるような場合には、記憶容量の削減と演算効
率の向上を実現する上で、RCM法は必ずしも有効であ
るとは限らない。
(Numbers attached to the respective vertices in FIG. 4A are node numbers) (3) At the time of (2), the numbers of the nodes attached to all the nodes are renumbered in reverse order. (The number attached to each vertex in FIG. 4B is a node number.) In the RCM method which is a conventional technique, an index regarding the numbering of nodes when the line segment distance from the reference node to each node is equal is clarified. Since it is not determined, if the numbers of these nodes are arbitrarily set, there is a problem in that the maximum value of the difference between the numbers of two adjacent nodes may not become small. For example, when the RCM method is applied to the graph of FIG. 5 (b) corresponding to the structure of the torus-shaped object of FIG. 5 (a), if the numbers are added as shown in FIG. The maximum value of the number difference between the two nodes (for example, the node number 15 and the node number 28) is 13, but when the numbers are assigned as shown in FIG. 6B, the two nodes connected by one branch are connected. The maximum value difference (for example, node number 14 and node number 35) is 21
Therefore, the maximum value of the number difference between two adjacent nodes becomes large. Therefore, when the target of the structural analysis is a torus-shaped object, the RCM method is not always effective in realizing the reduction of the storage capacity and the improvement of the calculation efficiency.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基準
節点から各節点までの線分距離が等しい場合に隣接して
いる2節点の番号差の最大値が大きくなることが起こり
得るという欠点を解消すべく、隣接している2節点の番
号差の最大値を小さくするために、明確な節点の番号付
けの設定基準を備えたオーダリング方法を与えることに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is that the maximum value of the difference between the numbers of two adjacent nodes may increase when the line segment distances from the reference node to each node are equal. In order to solve the problem, in order to reduce the maximum value of the number difference between two adjacent nodes, an ordering method having a clear setting standard for the numbering of nodes is provided.

【0009】また、本発明では、オーダリングを行う過
程で、節点のグループ化を行うための指標を与えるため
に、グラフの各方向の優先順位を決定するための指標を
与える。
Further, in the present invention, in order to give an index for grouping the nodes in the process of ordering, an index for determining the priority of each direction of the graph is given.

【0010】また、本発明では、オーダリングを行う過
程で、各グループ毎に段階的に節点の番号付けを行うた
めに、任意の方向上のグループ間の優先順位を決定する
ための指標を与える。
Further, in the present invention, in order to number the nodes stepwise for each group in the process of ordering, an index for determining the priority order between groups in an arbitrary direction is given.

【0011】また、本発明では、オーダリングを行う過
程で、グループ間で隣接する2節点の番号差を一定値以
下に保つために、各グループ毎に節点の番号付けを行う
際に、各グループ内での節点の番号付けの指標を与え
る。
Further, according to the present invention, in order to keep the number difference of two adjacent nodes between groups within a certain value in the process of performing ordering, when numbering the nodes in each group, Gives an index of the numbering of nodes at.

【0012】また、本発明では、オーダリングを行う過
程で、グループ間で隣接する2節点間の番号差を一定値
より常に小さくするために、各グループ毎に節点の番号
付けを行う際に、グループ相互の接続関係を与える。
Further, according to the present invention, in order to make the number difference between two adjacent nodes between groups always smaller than a certain value in the process of performing ordering, when grouping the nodes for each group, Give mutual connection.

【0013】また、本発明によるオーダリング方法を装
置によって自動的に実現するためには、本発明によるオ
ーダリング方法を適用するための構造物に関するデータ
の入力を行ったり、これらのデータを用いて本発明によ
る方法に従ってデータを処理できるような装置を構成し
なければならない。従って、本発明では、同時にこのよ
うな装置構成を与える。
Further, in order to automatically realize the ordering method according to the present invention by an apparatus, data relating to a structure for applying the ordering method according to the present invention is input, or the present invention is used by using these data. A device must be constructed which can process the data according to the method according to. Therefore, the present invention simultaneously provides such a device configuration.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、構造解析を行う過程で登場する連立
一次方程式を解く際に、この連立一次方程式の係数行列
に対応したグラフに対するオーダリング方法を、グラフ
の各方向の優先順位を決定し、前記決定された優先順位
の高い方向から順に前記方向上に位置する節点のグルー
プ化を行って前記方向上のグループ間の優先順位を決定
し、前記決定された優先順位の高いグループから順に各
グループ毎にメッシュの節点の番号付けを行うことを特
徴とし、グラフにおける各方向の優先順位を決定する際
に、各方向に沿って計数された節点数の多い方向から順
に高い優先順位を与える第1の手段と、前記グラフで任
意の方向上に位置する節点のグループ化を行って各グル
ープ間の優先順位を決定する際に、前記方向上の任意の
グループを基準グループとして選択して、この基準グル
ープからの線分距離が短い順にグループ間の順位を決定
する第2の手段と、各グループ内の節点番号を決定する
際に前記グループが、第2の手段で選択された基準グル
ープであれば、前記グループ内で基準とする節点を任意
に、基準グループ以外のグループであれば、前記グルー
プの中から、基準グループ内の基準節点に最も近い節点
を、基準節点として選択して、前記グループ内で基準節
点からの線分距離が短い順に節点番号を決定する第3の
手段と、基準グループ以外の任意のグループ内の節点番
号を決定する際に、その直前の順位を持つグループ内で
最も大きい節点番号と前記任意のグループ内の前記基準
節点の節点番号とが連続した番号となるようにした第4
の手段とから構成する。
In order to solve the above problems, in the present invention, when a simultaneous linear equation that appears in the process of structural analysis is solved, a graph corresponding to the coefficient matrix of the simultaneous linear equation is calculated. The ordering method determines priorities in each direction of the graph, and the nodes located in the direction are grouped in order from the direction having the higher priority, and the priorities among the groups in the direction are determined. However, it is characterized in that the nodes of the mesh are numbered for each group in order from the group having the higher priority determined above, and when determining the priority of each direction in the graph, it is counted along each direction. The first means for giving a higher priority in the order of increasing number of nodes and the priorities among the groups by grouping the nodes located in any direction on the graph. At the time of determination, a second means for selecting an arbitrary group in the direction as a reference group, and determining the order between the groups in the order of shortest line segment distance from the reference group, and the node number in each group When the group is a reference group selected by the second means when determining, a node as a reference in the group is arbitrarily set, and if the group is other than the reference group, from the group, A third means for selecting a node closest to the reference node in the reference group as the reference node, and determining node numbers in the order of increasing line segment distance from the reference node in the group, and any means other than the reference group. When deciding the node number in the group, the highest node number in the group with the immediately preceding order and the node number of the reference node in the arbitrary group are consecutive numbers. The fourth was in so that
And means.

【0015】本発明による方法を実現するためのメッシ
ュ節点オーダリング装置は、入力装置と方向優先順位決
定装置とグループ優先順位決定装置と節点番号決定装置
と出力装置と中央処理装置と記憶装置から構成されるこ
とを特徴とする。
A mesh node ordering device for implementing the method according to the present invention comprises an input device, a direction priority determining device, a group priority determining device, a node number determining device, an output device, a central processing unit and a storage device. It is characterized by

【0016】[0016]

【作用】本発明によるオーダリング方法をグラフに適用
することにより、グラフで隣接する任意の2節点の番号
差の最大値を小さくすることができるので、物体の構造
解析を行う過程で登場する連立一次方程式をスカイライ
ン法を用いて解く際の、記憶容量の低減と演算効率の向
上に寄与することができる。
By applying the ordering method according to the present invention to a graph, it is possible to reduce the maximum value of the number difference between any two adjacent nodes in the graph. Therefore, the simultaneous linear equation that appears in the process of structural analysis of an object It can contribute to reduction of storage capacity and improvement of calculation efficiency when solving the equation using the skyline method.

【0017】また、本発明によるオーダリング方法で、
グラフの各方向に沿って計数された節点数の多い方向か
ら順に高い優先順位を与えることにより、グラフの各方
向の優先順位が決定され、グループ分けを行うための指
標が得られる。
Further, in the ordering method according to the present invention,
By giving a high priority in the order of the number of nodes counted along each direction of the graph, the priority of each direction of the graph is determined, and an index for grouping is obtained.

【0018】また、本発明によるオーダリング方法で、
グラフの各方向上の任意のグループを基準グループとし
て選択して、この基準グループからの線分距離が短い順
にグループ間の優先順位を決定することにより、各グル
ープ毎に段階的に節点の番号付けを行うための準備が完
了する。
Further, in the ordering method according to the present invention,
By selecting any group on each direction of the graph as the reference group and determining the priority order between the groups in the ascending order of the line segment distance from this reference group, the node numbering can be performed step by step for each group. Is ready to do.

【0019】また、本発明によるオーダリング方法で、
各グループの基準節点として、グループが前記基準グル
ープであれば、グループ内の任意の節点を、グループが
基準グループ以外のグループであれば、グループの中か
ら、基準グループ内の基準節点に最も近い節点を選択
し、グループ内の基準節点から近い順にグループ内の節
点に番号を付けることにより、グループ間で隣接する2
節点の番号差を一定値以下に保つことを可能にする各グ
ループ内の節点の番号付けに関する指標が定まる。
In the ordering method according to the present invention,
As a reference node of each group, if the group is the reference group, any node in the group, and if the group is a group other than the reference group, the node closest to the reference node in the reference group from the group And select the nodes in the group in ascending order from the reference node in the group.
An index for the numbering of the nodes within each group that allows the number difference of the nodes to be kept below a certain value is determined.

【0020】また、本発明によるオーダリング方法で、
任意のグループ内の番号付けを行う際に、その直前の優
先順位を持つグループ内で最も大きい節点番号と、任意
のグループ内の基準番号とが連続した番号となるように
することにより、グループ間で隣接する2節点の番号差
を一定値以下にするようなグループ間の接続関係が得ら
れる。
In the ordering method according to the present invention,
When assigning numbers within an arbitrary group, make sure that the highest node number in the group with the immediately preceding priority and the reference number within an arbitrary group are consecutive numbers The connection relation between the groups is obtained such that the difference between the numbers of the two adjacent nodes is less than a certain value.

【0021】また、入力装置は、メッシュ分割された構
造物のデータをグラフとして、中央処理装置を介して記
憶装置へ送付する。方向優先順位決定装置は、記憶装置
から、中央処理装置を介してグラフを受け取り、グラフ
の各方向の優先順位を決定し、この情報を、中央処理装
置を介して、記憶装置へ送付する。グループ優先順位決
定装置は、記憶装置から、中央処理装置(CPU)を介
してグラフおよびグラフの各方向の優先順位に関する情
報を受け取り、各方向の優先順位に従って節点のグルー
プ化を行って各グループの優先順位を決定し、この情報
を、中央処理装置を介して記憶装置へ送付する。節点番
号付け装置は、記憶装置から、中央処理装置を介してグ
ラフおよび各グループの優先順位に関する情報を受け取
り、グループの節点の番号付けを行い、この情報を、中
央処理装置を介して記憶装置へ送付する。以上のオーダ
リング方法により、全ての節点の番号付けが終了したグ
ラフは、各節点の番号表とともに、記憶装置から、中央
処理装置を介して出力装置へ送付される。以上の装置構
成により、本発明によるオーダリング方法を自動的に実
現することが可能になる。
The input device sends the data of the mesh-divided structure as a graph to the storage device via the central processing unit. The direction priority determining device receives the graph from the storage device via the central processing unit, determines the priority of each direction of the graph, and sends this information to the storage device via the central processing unit. The group priority determining device receives information about the graph and the priority of each direction of the graph from the storage device via the central processing unit (CPU), and groups the nodes according to the priority of each direction to group each node. Priorities are determined and this information is sent to the storage device via the central processing unit. The node numbering device receives information from the storage device via the central processing unit about the graph and the priority of each group, numbers the nodes of the group, and transfers this information to the storage device via the central processing unit. To send. With the above-described ordering method, the graph in which all the nodes have been numbered is sent from the storage device to the output device via the central processing unit together with the number table of each node. With the above device configuration, the ordering method according to the present invention can be automatically realized.

【0022】[0022]

【実施例】以下では本発明によるメッシュ節点オーダリ
ング方法の実施例を図面を用いて説明する。なお、オー
ダリングを適用する対象として、図5(b)のようにm
行n列の2次元で表現されたトーラス形状物体のグラフ
を例にとる。ここで、i行目j列目の節点を節点(i,
j)と呼ぶ。簡単のため、以下の実施例の説明に際して
は、mとnの値がそれぞれ6と8のグラフを用いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a mesh node ordering method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, as a target to which the ordering is applied, as shown in FIG.
An example is a graph of a two-dimensional torus-shaped object with n rows and two columns. Here, the node on the i-th row and the j-th column is set to the node (i,
j). For the sake of simplicity, graphs with values of m and n of 6 and 8 are used in the following description of the embodiments.

【0023】図7は、本発明によるオーダリング方法を
フローチャートに示したものである。図7のグラフのデ
ータを入力するステップ701でオーダリングの対象と
なるグラフを入力する。
FIG. 7 is a flow chart showing the ordering method according to the present invention. In step 701 of inputting the data of the graph of FIG. 7, the graph to be ordered is input.

【0024】図7のグラフの各方向の優先順位を決定す
るステップ702では、グラフが2次元で表現されたも
のであるために、行方向と列方向の2方向が優先順位を
決定する対象となり、行方向と列方向のいずれが優先順
位が高いかが決まる。ここでは、グラフの行方向と列方
向の2方向に沿って節点数を計数すると、それぞれの方
向にm個とn個なので、 (1)m<nならば、列方向の優先順位を行方向よりも
高く設定する。
In step 702 of determining the priority order of each direction of the graph of FIG. 7, since the graph is expressed in two dimensions, the two directions of the row direction and the column direction are the objects for determining the priority order. , The row direction or the column direction has a higher priority. Here, when the number of nodes is counted along the two directions of the row and column of the graph, it is m and n in each direction. (1) If m <n, the priority in the column direction is set to the row direction. Set higher than.

【0025】(2)m≧nならば、行方向の優先順位を
列方向よりも高く設定する。
(2) If m ≧ n, the priority in the row direction is set higher than that in the column direction.

【0026】図5(b)のグラフではmとnの値がそれ
ぞれ6と8なので、上記(1)に従って、列方向の優先
順位を行方向よりも高く設定する。
In the graph of FIG. 5B, since the values of m and n are 6 and 8, respectively, the priority in the column direction is set higher than that in the row direction according to the above (1).

【0027】図7のグループ間の優先順位を決定するス
テップ703では、各方向の優先順位を決定するステッ
プで決定された2方向の優先順位に基づいて、次のよう
に節点のグループ化を行い、各グループ間の優先順位を
決定する。ここでは、節点のグループ化を列方向の優先
順位に基づいて次のように行う。
In step 703 for determining the priority order between the groups in FIG. 7, nodes are grouped as follows based on the priority order in the two directions determined in the step for determining the priority order in each direction. , Determine priorities among the groups. Here, grouping of nodes is performed as follows based on the priority in the column direction.

【0028】(1)行方向よりも列方向の優先順位が高
い場合、各列毎に節点をグループ化し、(2)列方向よ
りも行方向の優先順位が高い場合、各行毎に節点をグル
ープ化する。例題のグラフでは行方向よりも列方向の優
先順位が高いので、(1)に従って、各列毎に節点のグ
ループ化を行う。図5(b)のグラフで、基準となるグ
ループとして、例えば、第4列を選択し、この基準グル
ープからの距離が短いほど優先順位が高くなるように、
各グループの優先順位を決定した場合、各グループの優
先順位の決定例は図8(a)のようになる。
(1) If the priority in the column direction is higher than that in the row direction, the nodes are grouped in each column, and (2) if the priority in the row direction is higher than that in the column direction, the nodes are grouped in each row. Turn into. In the graph of the example, since the priority in the column direction is higher than that in the row direction, the nodes are grouped for each column according to (1). In the graph of FIG. 5B, for example, the fourth column is selected as the reference group, and the shorter the distance from the reference group, the higher the priority order becomes.
When the priority order of each group is determined, an example of determining the priority order of each group is as shown in FIG.

【0029】図7の各グループ毎に節点の番号付けを行
うステップ704の実施例を図面を用いて説明する。図
5(b)のグラフで節点(1,4)を基準グループ内の
基準節点として選択したとき、基準節点からの距離が近
い順に番号を付けた場合、基準グループ内の各節点の番
号は図8(b)の第4列の節点番号として得られる。こ
のあと、第2位から第8位までのグループで、各グルー
プの中での基準節点を、基準グループ内の基準節点から
最も近いものに設定し、各グループ内の節点の番号付け
を行うと、各節点の番号は図8(b)のようになる。
An embodiment of step 704 for numbering nodes for each group in FIG. 7 will be described with reference to the drawings. When node (1, 4) is selected as the reference node in the reference group in the graph of FIG. 5 (b) and numbers are assigned in the order of increasing distance from the reference node, the number of each node in the reference group is It is obtained as the node number in the fourth column of 8 (b). After that, in the second to eighth groups, set the reference node in each group to the closest one to the reference node in the reference group, and number the nodes in each group. , The number of each node is as shown in FIG. 8 (b).

【0030】図7の実行結果を出力するステップ705
は、図8(b)のような結果を出力するものである。
Step 705 for outputting the execution result of FIG.
Outputs the result as shown in FIG.

【0031】以下に、本発明によるメッシュ節点オーダ
リング装置の構成例を図1を用いて説明する。本実施例
で、入力装置101は、物体の形状を特徴付ける一つ以
上の線または面と平行な方向にメッシュ線を引くことに
よりメッシュ分割された構造物のデータをグラフとし
て、中央処理装置102を介して、記憶装置103へ送
付する。方向優先順位決定装置104は、中央処理装置
102を介して、記憶装置103のグラフのデータを参
照して、グラフの各方向に沿って節点数を計数し、節点
数の多い方向が優先順位が高くなるように各方向の優先
順位を決定し、この情報を、中央処理装置102を介し
て、グループ優先順位決定装置105へ送付する。グル
ープ優先順位決定装置105は、記憶装置103のグラ
フのデータおよび各方向の優先順位の情報を参照して、
優先順位の高い方向から順に節点のグループ化を行っ
て、方向上のグループ間の優先順位を決定し、各グルー
プ間の優先順位の情報を、中央処理装置102を介し
て、節点番号付け装置106へ送付する。節点番号付け
装置106は、記憶装置103のグラフのデータおよび
各グループ間の優先順位の情報を参照して、まだ節点の
番号付けが行われていないグループの中で最も優先順位
の高いグループを対象とし、グループのすべての節点に
対して、節点の番号付けを行う。また、節点番号付け装
置106は、節点番号を付ける際に、基準グループが対
象であれば、基準グループ内の任意の節点を基準節点と
して選択し、基準グループ以外が対象であれば、グルー
プの中で基準グループ内の基準節点に最も近い節点を基
準節点として選択する。また、節点番号付け装置106
は、各グループ内の節点の番号付けを行う際に、グルー
プ内でグループ内の基準節点からの線分距離が短い順
に、グループ内の節点の番号付けを行い、この番号に関
する情報を、中央処理装置102を介して、記憶装置10
3へ送付する。記憶装置103は、グラフの中の全ての
節点の番号が節点番号付け装置106から送付された
後、中央処理装置102を介して、出力装置107へグ
ラフと節点の番号を送付する。
A configuration example of the mesh node ordering device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In the present embodiment, the input device 101 uses the central processing unit 102 as a graph to draw the data of the structure divided into meshes by drawing a mesh line in a direction parallel to one or more lines or surfaces that characterize the shape of the object. Via the storage device 103. The direction priority determination device 104 counts the number of nodes along each direction of the graph by referring to the data of the graph of the storage device 103 via the central processing unit 102, and the direction having the greater number of nodes has the higher priority. The priority of each direction is determined to be higher, and this information is sent to the group priority determination device 105 via the central processing unit 102. The group priority determination device 105 refers to the data in the graph of the storage device 103 and the priority information in each direction,
The nodes are grouped in order from the direction with the highest priority, the priorities among the groups in the direction are determined, and the information on the priorities between the groups is sent to the node numbering device 106 via the central processing unit 102. Send to. The node numbering device 106 refers to the data in the graph of the storage device 103 and the priority information among the groups, and targets the highest priority group among the groups to which the node numbers have not yet been assigned. And number all the nodes in the group. In addition, when assigning the node numbers, the node number assigning device 106 selects an arbitrary node in the reference group as the reference node when assigning the node numbers, and selects a node other than the reference group in the group. Select the node closest to the reference node in the reference group as the reference node with. Also, the node numbering device 106
When numbering the nodes within each group, the nodes within the group are numbered in ascending order of the line segment distance from the reference node within the group within the group, and information about this number is centrally processed. Storage device 10 via device 102
Send to 3. After the numbers of all the nodes in the graph are sent from the node numbering device 106, the storage device 103 sends the graph and the node numbers to the output device 107 via the central processing unit 102.

【0032】[0032]

【発明の効果】物体の構造解析を行う過程で登場する連
立一次方程式を解く際に、本発明によるメッシュ節点オ
ーダリング方法および装置を用いて、連立一次方程式の
係数行列の構造を変更することにより、連立一次方程式
を解く際に、記憶容量の低減と演算効率の向上を実現す
ることできる。
When solving the simultaneous linear equations that appear in the process of analyzing the structure of an object, by changing the structure of the coefficient matrix of the simultaneous linear equations by using the mesh node ordering method and apparatus according to the present invention, When solving simultaneous linear equations, it is possible to realize reduction of storage capacity and improvement of calculation efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるメッシュ節点オーダリング装置の
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram of a mesh node ordering device according to the present invention.

【図2】スカイライン行列の構造を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of a skyline matrix.

【図3】連立一次方程式の係数行列の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a coefficient matrix of simultaneous linear equations.

【図4】従来技術のオーダリング方法の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional ordering method.

【図5】オーダリングを適用した例題の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example to which ordering is applied.

【図6】従来技術のオーダリングの説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of prior art ordering.

【図7】本発明によるメッシュ節点オーダリング方法の
フローチャート。
FIG. 7 is a flowchart of a mesh node ordering method according to the present invention.

【図8】本発明によるグループの優先順位の決定の実施
例の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an embodiment of determining the priority order of groups according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…入力装置、102…中央処理装置、103…記
憶装置、104…方向優先順位決定装置、105…グル
ープ優先順位決定装置、106…節点番号付け装置、1
07…出力装置。
101 ... Input device, 102 ... Central processing unit, 103 ... Storage device, 104 ... Direction priority determination device, 105 ... Group priority determination device, 106 ... Node numbering device, 1
07 ... Output device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 康弘 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Kobayashi 7-2-1, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体の形状を特徴付ける一つ以上の線また
は面と平行な方向にメッシュ線を引くことによりメッシ
ュ分割された構造物で、各方向の優先順位を決定し、決
定された優先順位が高い方向から順に前記方向上に位置
する節点のグループ化を行って前記方向上のグループ間
の優先順位を決定し、前記決定された優先順位が高いグ
ループから順に、各グループ内に存在する節点の番号付
けを行うことを特徴とするメッシュ節点オーダリング方
法。
1. A structure in which a mesh is divided by drawing a mesh line in a direction parallel to one or more lines or planes that characterize the shape of an object, priority of each direction is determined, and the determined priority is determined. , The nodes located in the direction are grouped in order from the highest direction to determine the priority order among the groups in the direction, and the nodes existing in each group in the descending order of priority. A mesh node ordering method which is characterized by numbering.
【請求項2】請求項1において、各方向の優先順位を決
定する際に、各方向に沿って計数された節点数の多い方
向ほど優先順位が高くなるように決定するメッシュ節点
オーダリング方法。
2. The mesh node ordering method according to claim 1, wherein, when determining the priority order of each direction, the priority order becomes higher as the direction having a larger number of nodes counted along each direction.
【請求項3】請求項1において、任意の方向上のグルー
プ間の優先順位を決定する際に、前記方向上の任意のグ
ループを基準グループとして選択し、この基準グループ
からの距離が短いグループほど優先順位が高くなるよう
に決定するメッシュ節点オーダリング方法。
3. The method according to claim 1, wherein when determining a priority order between groups in an arbitrary direction, an arbitrary group in the direction is selected as a reference group, and a group having a shorter distance from the reference group is selected. A mesh node ordering method that decides higher priorities.
【請求項4】請求項1において、各グループ内に存在す
る節点の番号付けを行う際に、 グループが請求項3に記載の基準グループであれば、基
準グループ内の任意の節点を、グループが前記基準グル
ープ以外の場合は、グループ内の節点の中で、基準グル
ープ内の基準節点に最も近い節点を、そして、グループ
の基準節点として選択し、この基準節点からの距離が短
い順に、グループ内に存在する節点の番号付けを行うメ
ッシュ節点オーダリング方法。
4. When numbering the nodes existing in each group according to claim 1, if the group is the reference group according to claim 3, an arbitrary node in the reference group is In the case other than the above-mentioned reference group, among the nodes in the group, the node closest to the reference node in the reference group is selected as the reference node of the group, and in the order of increasing distance from this reference node, within the group. A mesh node ordering method for numbering existing nodes.
【請求項5】請求項4において、任意のグループ内の節
点の番号付けを行う際に、その直前の優先順位を持つグ
ループ内で最も大きい番号を持つ節点の番号と、前記任
意のグループ内で最も小さい番号を持つ節点の番号とが
連続した整数値となるように節点の番号付けを行うメッ
シュ節点オーダリング方法。
5. The numbering of the node having the highest number in the group having the priority immediately before the numbering of the nodes in the arbitrary group according to claim 4, and in the arbitrary group. A mesh node ordering method that numbers the nodes so that the node number with the smallest number becomes a continuous integer value.
【請求項6】請求項1に記載のメッシュ分割された構造
物のデータを入力する入力装置と、各方向の優先順位を
決定する方向優先順位決定装置と、各方向上で節点のグ
ループ化を行って各グループ間の優先順位を決定するグ
ループ優先順位決定装置と、各グループ内に存在する節
点の番号付けを行う節点番号付け装置と、オーダリング
後の構造物のグラフのデータを出力する出力装置と、こ
れら装置の制御を行う中央処理装置と、入出力データと
各装置で行われる処理に必要なデータを記憶するための
記憶装置とを含むことを特徴とするメッシュ節点オーダ
リング装置。
6. An input device for inputting data of the mesh-divided structure according to claim 1, a direction priority determining device for determining priority in each direction, and grouping of nodes in each direction. A group priority order determination device that determines the priority order between each group, a node numbering device that numbers the nodes existing in each group, and an output device that outputs the graph data of the ordered structure And a central processing unit for controlling these devices, and a storage device for storing input / output data and data necessary for processing performed by each device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005018366A (en) * 2003-06-25 2005-01-20 Hitachi Ltd Solution device and solution method of simultaneous linear equations
US7089159B2 (en) 2000-04-04 2006-08-08 Nec Electronics Corporation Method and apparatus for matrix reordering and electronic circuit simulation

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