JPH10208079A - Method and device for generating analytical mesh - Google Patents

Method and device for generating analytical mesh

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JPH10208079A
JPH10208079A JP9010394A JP1039497A JPH10208079A JP H10208079 A JPH10208079 A JP H10208079A JP 9010394 A JP9010394 A JP 9010394A JP 1039497 A JP1039497 A JP 1039497A JP H10208079 A JPH10208079 A JP H10208079A
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mesh
hexahedral
generating
tetrahedral
analysis
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孝志 横張
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一朗 西垣
Yoshitaka Ezawa
良孝 江澤
Naoto Saito
直人 斎藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for generating analytical mesh which unites hexahedron mesh and tetrahedron mesh without making free sides by using a quadrangular pyramid-shaped mesh at a connecting part of hexahedron mesh and tetrahedron mesh and improves accuracy without increasing calculation quantity. SOLUTION: An inputting means 3 inputs data about a shape model, and an analyzing processor 1 generates analyzing mesh in which hexahedron mesh and tetrahedron mesh coexist based on the inputted data. The processor 1 creates a shape model for an analysis object, retrieves a shape model inputting part 11 for designating a generation area of the hexahedron mesh and generating hexahedron mesh and the hexahedron mesh adjacent to a tetrahedron, arranges quadrangular pyramid mesh on the surface and furthermore, has an automatic mesh generating part 12 for generating tetrahedron mesh in an area in contact with the quadrangular pyramid mesh.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物等の数値解
析シミュレーションにおける有限要素解析に必要なメッ
シュデータを生成する方法及び装置に関し、特に、複雑
な形状の構造物の解析に際し、6面体メッシュと4面体
メッシュとを混在させたメッシュデータを生成するため
の解析用メッシュの生成方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for generating mesh data required for finite element analysis in a numerical analysis simulation of a structure or the like, and particularly to a hexahedral mesh for analyzing a structure having a complicated shape. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for generating an analysis mesh for generating mesh data in which the mesh data is mixed with a tetrahedral mesh.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、構造物の強度をコンピュータを
用いて有限要素法により計算する場合、解析の対象とな
る三次元領域を6面体や4面体の有限要素の集まりとし
て表現することにより解析が行われる。有限要素の頂点
は節点と呼ばれる点に接続しており、隣接する要素は節
点を介して結合している。要素と節点の集まりをメッシ
ュと言い、このメッシュを表現するデータはメッシュデ
ータと呼ばれる。メッシュの生成は、簡単な形状を扱う
のに適した6面体メッシュを生成する方法と、複雑な形
状の領域にメッシュを生成するのに適した4面体メッシ
ュを生成する方法がある。従来、メッシュ生成は、6面
体メッシュ又は4面体メッシュによる生成法のいずれか
一方のみを用いて行われていた。つまり、解析の精度を
優先すれば膨大な労力を費やしてでも6面体メッシュを
用いざるを得ず、自動的にメッシュを生成するには解析
精度を犠牲にしてでも4面体メッシュを用いねばならな
かった。
2. Description of the Related Art For example, when the strength of a structure is calculated by a finite element method using a computer, the analysis is performed by expressing a three-dimensional region to be analyzed as a collection of hexahedral or tetrahedral finite elements. Done. The vertices of the finite element are connected to points called nodes, and adjacent elements are connected via the nodes. A set of elements and nodes is called a mesh, and data representing this mesh is called mesh data. The mesh generation includes a method of generating a hexahedral mesh suitable for handling a simple shape and a method of generating a tetrahedral mesh suitable for generating a mesh in a region having a complicated shape. Conventionally, mesh generation has been performed using only one of a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh generation method. In other words, if the accuracy of analysis is prioritized, a hexahedral mesh must be used even if a great deal of effort is spent. To automatically generate a mesh, a tetrahedral mesh must be used even at the expense of analysis accuracy. Was.

【0003】もし、6面体メッシュと4面体メッシュを
混在化した状態でメッシュ生成が可能になれば、解析精
度の良いメッシュデータを少ない労力で生成することが
できる。これを実現するものとして、特開平8−166
29号公報に示される「解析用メッシュ作成方法及び装
置」がある。ここに示されたメッシュ作成方法は、全体
を複数の部分領域に分割した後、夫々の部分領域につい
て6面体メッシュを作成し、6面体メッシュを作成でき
なかった部分は4面体メッシュを作成する。そして、6
面体メッシュと4面体メッシュが隣接する領域において
は、6面体メッシュの一方の対角線に沿って向かい合わ
せにした2つの4面体メッシュを6面体メッシュの表面
に配置する方法をとっている。
If it is possible to generate a mesh in a state where a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh are mixed, mesh data with high analysis accuracy can be generated with a small amount of labor. To realize this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166 is used.
No. 29, there is a "method and apparatus for creating a mesh for analysis". In the mesh creation method shown here, after dividing the whole into a plurality of partial regions, a hexahedral mesh is created for each partial region, and a tetrahedral mesh is created for a portion where the hexahedral mesh could not be created. And 6
In a region where the tetrahedral mesh and the tetrahedral mesh are adjacent to each other, two tetrahedral meshes facing each other along one diagonal line of the hexahedral mesh are arranged on the surface of the hexahedral mesh.

【0004】また、2次の6面体メッシュおよび2次の
4面体メッシュ(それぞれメッシュ稜線の中央にも節点
があるもの)を用い、6面体メッシュとの接合面にあっ
て6面体メッシュのいずれの辺とも共有しない4面体メ
ッシュの辺上の節点をMPC( Multi- Point Constrai
nts :多点拘束=ある節点の動作を他の節点の動作によ
り拘束する)を用いて拘束する手法がある。この手法に
関しては、DonaldDewhirst 、Sreedhar Vangavolu、Har
ley Wattrick による「The Combinationof Hexahedral
and Tetrahedral Meshing Algorithm 」(SANDIA REPOR
T,SAND95-2130 ,p.291 〜p.304 ,Sandia National L
aboratories)に記述がある。
In addition, a quadratic hexahedral mesh and a quadratic tetrahedral mesh (each having a node at the center of the mesh ridge line) are used, and any of the hexahedral meshes is provided at the joint surface with the hexahedral mesh. Nodes on the sides of the tetrahedral mesh that are not shared with the sides are represented by MPC (Multi-Point Constrai
nts: multipoint constraint = constrain the motion of a certain node by the motion of another node). Donald Dewhirst, Sreedhar Vangavolu, Har
`` The Combination of Hexahedral by ley Wattrick
and Tetrahedral Meshing Algorithm '' (SANDIA REPOR
T, SAND95-2130, p.291-p.304, Sandia National L
aboratories).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した6面
体メッシュと4面体メッシュを混在化した状態でメッシ
ュ生成する従来技術においては、6面体メッシュとの接
合面にあって6面体メッシュのいずれの辺とも共有しな
い4面体メッシュの辺(自由辺)が存在する。このた
め、解析する上で、接合面に隙間やメッシュの干渉が生
じるという問題がある。また、上記した様に、MPCを
用いて自由辺を拘束する方法では、従節点の変位に対す
る拘束を主節点群の変位から形状関数を用いて近似して
求めるため、計算量が増大する。更に、メッシュの変形
の度合いによっては接合部に必要以上の拘束を与える可
能性があり、解析結果が不正確になる場合がある。
However, in the prior art for generating a mesh in a state in which the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh are mixed, any one of the hexahedral meshes is provided at the joint surface with the hexahedral mesh. There is a side (free side) of the tetrahedral mesh that is not shared with the side. For this reason, when analyzing, there is a problem that a gap or mesh interference occurs on the joint surface. Further, as described above, in the method of constraining the free side using MPC, the constraint on the displacement of the follower point is obtained by approximating the displacement of the main node group using the shape function, thereby increasing the amount of calculation. Further, depending on the degree of deformation of the mesh, there is a possibility that the joint is unnecessarily restricted, and the analysis result may be inaccurate.

【0006】本発明の目的は、6面体メッシュと4面体
メッシュの接合部に4角錐形状のメッシュを用いて、自
由辺を作ることなく6面体メッシュと4面体メッシュを
接合し、計算量を増大することなく精度を向上させるこ
とのできる解析用メッシュの生成方法及び装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to increase the amount of calculation by joining a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh without forming free sides by using a quadrangular pyramid-shaped mesh at the joint between the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for generating a mesh for analysis which can improve the accuracy without performing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、6個の4角形面により表面を構成した
6面体メッシュと、4個の3角形面により表面を構成し
た4面体メッシュとの連結部に1面を4角形面にし他の
4面を3角形面にした4角錐メッシュが配置され、該4
角錐メッシュの4角形面を前記6面体メッシュの4角形
面に接続し、前記4角錐メッシュの3角形面を前記4面
体メッシュの三角形面に接続する解析用メッシュの生成
方法を開示する。この方法によれば、6面体メッシュと
4面体メッシュの連結部に4角錐メッシュを配置したこ
とにより、節点の整合性を保ちながら6面体メッシュと
4面体メッシュの接合が可能になる。4角錐メッシュを
6面体メッシュと同一の位相構造とすれば、4角錐メッ
シュをサポートしていない解析プログラムを用いての解
析が可能になる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a hexahedral mesh having a surface constituted by six tetragonal faces and a four-sided mesh having a surface constituted by four triangular faces. A quadrangular pyramid mesh having one surface as a quadrilateral surface and the other four surfaces as a triangular surface is arranged at a connection portion with the face mesh.
Disclosed is a method of generating a mesh for analysis in which a tetragonal surface of a pyramid mesh is connected to a tetragonal surface of the hexahedral mesh, and a triangular surface of the tetrahedral mesh is connected to a triangular surface of the tetrahedral mesh. According to this method, the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh can be joined while maintaining the consistency of the nodes by disposing the tetragonal pyramid mesh at the connecting portion between the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh. If the quadrangular pyramid mesh has the same phase structure as the hexahedral mesh, analysis using an analysis program that does not support the quadrangular pyramid mesh becomes possible.

【0008】また、上記の目的を達成するために、本発
明は、6個の4角形面により表面を構成した6面体メッ
シュを生成可能な領域と、4個の3角形面により表面を
構成した4面体メッシュを生成可能な領域とが連結され
る解析用メッシュの生成方法であって、前記6面体メッ
シュを生成可能な領域に6面体メッシュを生成した後、
1面が4角形で他の4面が3角形である4角錐メッシュ
を前記4面体メッシュに隣接する前記6面体メッシュの
表面に配置し、ついで前記4角錐メッシュの3角形面に
4面体メッシュを配置した後、前記4面体メッシュを生
成可能な領域に4面体メッシュを生成する解析用メッシ
ュの生成方法を開示する。この方法によれば、6面体メ
ッシュを生成後、この表面に4角錐メッシュを連結し、
この後、4面体メッシュを生成すべき領域に4面体メッ
シュを生成する。このように、最初に6面体メッシュを
生成し、ついで中間生成物としての4角錐メッシュを配
置することによって、メッシュ生成の自動化が可能にな
る。
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a region capable of generating a hexahedral mesh having a surface constituted by six tetragonal surfaces and a surface constituted by four triangular surfaces. A method for generating a mesh for analysis in which a region capable of generating a tetrahedral mesh is connected, wherein a hexahedral mesh is generated in a region capable of generating a hexahedral mesh,
A tetragonal pyramid mesh in which one surface is a quadrilateral and the other four surfaces are triangular is arranged on the surface of the hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral mesh, and then a tetrahedral mesh is placed on the triangular surface of the tetrahedral mesh. A method for generating a mesh for analysis that generates a tetrahedral mesh in an area where the tetrahedral mesh can be generated after the arrangement is disclosed. According to this method, after generating a hexahedral mesh, a tetragonal pyramid mesh is connected to this surface,
Thereafter, a tetrahedral mesh is generated in a region where a tetrahedral mesh is to be generated. In this way, by automatically generating a hexahedral mesh and then arranging a quadrangular pyramid mesh as an intermediate product, it becomes possible to automate the generation of the mesh.

【0009】更に、上記の目的を達成するために、本発
明は、解析対象である3次元幾何形状のモデルを基に有
限要素解析用のメッシュデータを生成する解析用メッシ
ュの生成装置であって、前記モデルに関するデータを入
力する入力手段と、前記モデルを作成する形状モデル作
成手段と、6面体メッシュを生成する領域を指定する領
域設定手段と、6面体メッシュを生成する6面体メッシ
ュ生成手段と、4面体領域に隣接する6面体メッシュを
検索し、この6面体メッシュの表面に4角錐メッシュを
配置する4角錐メッシュ生成手段と、前記4角錐メッシ
ュに接する領域に4面体メッシュを生成する4面体メッ
シュ生成手段とを備えた解析用メッシュ生成装置を開示
する。この構成によれば、入力手段によって対話形式に
よる形状モデル入力が可能になる。以後、形状モデル作
成手段、領域設定手段及び6面体メッシュ生成手段によ
って自動的に3次元幾何形状モデルの作成及び6面体メ
ッシュが生成される。更に、4角錐メッシュ生成手段に
よって4面体メッシュの生成領域に隣接する6面体メッ
シュが検索され、その表面に4角錐メッシュが自動的に
生成され、この後、4面体メッシュが自動的に生成され
る。4角錐メッシュ生成手段によって自由辺のない6面
体メッシュと4面体メッシュの連結が行え、解析上の安
定性が高められる。また、有限要素法を用いた解析処理
の自動化が可能になる。
Further, in order to achieve the above object, the present invention is an analysis mesh generation apparatus for generating mesh data for finite element analysis based on a three-dimensional geometric model to be analyzed. Input means for inputting data relating to the model, shape model creating means for creating the model, area setting means for designating an area for generating a hexahedral mesh, and hexahedral mesh generating means for generating a hexahedral mesh A tetrahedral mesh generating means for retrieving a hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral region and arranging the tetrahedral mesh on the surface of the hexahedral mesh; and a tetrahedral mesh for generating a tetrahedral mesh in a region in contact with the tetrahedral mesh An analysis mesh generation apparatus including a mesh generation unit is disclosed. According to this configuration, the input means enables input of a shape model in an interactive format. Thereafter, the three-dimensional geometric model is automatically generated and the hexahedral mesh is automatically generated by the shape model generating means, the area setting means, and the hexahedral mesh generating means. Further, the hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral mesh generation area is searched by the tetrahedral mesh generation means, and the tetrahedral mesh is automatically generated on the surface thereof, and thereafter the tetrahedral mesh is automatically generated. . The hexahedral mesh having no free sides and the tetrahedral mesh can be connected by the quadrangular pyramid mesh generation means, and the stability in analysis is improved. Further, the analysis processing using the finite element method can be automated.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。図1は本発明の解析用メッシュ生成
装置の概略構成を示すブロック図である。本発明による
解析用メッシュ生成装置は、解析用プロセッサ1を主体
として構成され、形状モデル入力部11及びメッシュ自
動生成部12を備えている。解析用プロセッサ1にはモ
デルデータベース2が接続されている。このモデルデー
タベース2は、形状モデルを格納する形状モデルデータ
21と、メッシュモデルを格納するメッシュモデル22
を備え、解析用プロセッサ1にデータを提供すると共に
データを保存する。形状モデルデータ21は形状モデル
入力部11に接続され、メッシュモデル22はメッシュ
自動生成部12に接続される。また、形状モデル入力部
11には形状入力/表示装置3が接続されている。この
形状入力/表示装置3には、形状モデルの入力を行うた
めのキーボード4及びマウス5が接続されている。そし
て、形状入力/表示装置本体の前面には表示器としての
CRTが設置されている。上記の形状モデル入力部11
では、解析対象の形状モデル作成と、6面体メッシュ領
域の設定、メッシュ分割数設定、標準メッシュ寸法設定
等を対話的に行いながら処理する。また、メッシュ自動
生成部12では、6面体メッシュ生成、6面体/4面体
メッシュ接合用の4角錐メッシュ生成、4面体メッシュ
生成等の処理を連続して自動的に実行する。以下、これ
らの動作を説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an analysis mesh generation apparatus according to the present invention. The analysis mesh generation apparatus according to the present invention is mainly configured by the analysis processor 1 and includes a shape model input unit 11 and an automatic mesh generation unit 12. A model database 2 is connected to the analysis processor 1. The model database 2 includes a shape model data 21 for storing a shape model and a mesh model 22 for storing a mesh model.
To provide data to the analysis processor 1 and store the data. The shape model data 21 is connected to the shape model input unit 11, and the mesh model 22 is connected to the automatic mesh generation unit 12. The shape input / display device 3 is connected to the shape model input unit 11. A keyboard 4 and a mouse 5 for inputting a shape model are connected to the shape input / display device 3. A CRT as a display is installed on the front of the shape input / display device body. The above shape model input unit 11
Then, processing is performed while interactively creating a shape model to be analyzed, setting a hexahedral mesh region, setting the number of mesh divisions, setting a standard mesh size, and the like. In addition, the automatic mesh generation unit 12 automatically and continuously executes processes such as hexahedral mesh generation, tetrahedral mesh generation for hexahedron / 4-tetrahedral mesh joining, and tetrahedral mesh generation. Hereinafter, these operations will be described.

【0011】図2は、解析用プロセッサ1によるメッシ
ュ生成処理を示すフローチャートである。まず、操作者
が形状入力/表示装置3に付属するキーボード4やマウ
ス5を操作して解析対象の形状モデルを入力し(ステッ
プS201)、形状モデルを作成する(ステップS20
2)。そして6面体メッシュを生成する領域を指示し、
その6面体メッシュ生成領域の分割数と標準メッシュ寸
法値を設定する(ステップS203,S204,S20
5)。以上のステップS203〜S205の処理が、形
状モデル入力部11で実行される処理である。ここで、
6面体メッシュ領域の指示は次の点を考慮して行う。即
ち、一般に6面体メッシュは、解析結果を評価する際に
節点座標値に規則性が要求される場合に使用される。ま
た、接触問題を含む解析では、その接触部に6面体メッ
シュを配置したほうが解析の収束性が良い場合がある。
しかしながら、複雑な形状モデルの全体を6面体メッシ
ュで自動分割することは困難であるため、このような部
分は、複雑な形状モデルに対する適応性の高い4面体メ
ッシュを生成する領域として残し、6面体メッシュ領域
とはしない。
FIG. 2 is a flowchart showing a mesh generation process by the analysis processor 1. First, the operator operates the keyboard 4 and the mouse 5 attached to the shape input / display device 3 to input a shape model to be analyzed (step S201), and creates a shape model (step S20).
2). Then, an area for generating a hexahedral mesh is designated,
The number of divisions of the hexahedral mesh generation area and the standard mesh dimension value are set (steps S203, S204, S20).
5). The processing of steps S203 to S205 described above is processing executed by the shape model input unit 11. here,
The designation of the hexahedral mesh area is performed in consideration of the following points. That is, the hexahedral mesh is generally used when regularity is required for the node coordinate values when evaluating the analysis result. Further, in an analysis including a contact problem, there is a case where a hexahedral mesh is arranged at the contact portion to improve the convergence of the analysis.
However, since it is difficult to automatically divide the entire complex shape model with a hexahedral mesh, such a portion is left as a region for generating a tetrahedral mesh highly adaptable to a complex shape model, and a hexahedral mesh is left. It is not a mesh area.

【0012】以下の処理はメッシュ自動生成部12で実
行される。その最初は6面体メッシュ生成である。(ス
テップS206)。6面体メッシュを生成する部分領域
は、形状モデルを構成する複数の部分領域の1つであ
り、境界が6個の4辺形面より成る6面体形状をしてい
る。但し、境界の4辺形面が曲面の場合もあるので、6
面体メッシュを生成する部分領域は直方体とは限らな
い。この境界の4辺形面が曲面の部分領域には、写像法
を用いて内部格子を生成する。この写像法は、6面体メ
ッシュを生成する部分領域を直方体と見なし、ユーザが
入力したメッシュ分割数などの情報に基づき、直方体の
表面と内部にメッシュを生成した後、形状関数を用いて
元の形状にメッシュを写像する方法であり、6面体メッ
シュの生成では一般に多く使われている。6面体メッシ
ュのの領域が複数の場合、これらの全てに6面体メッシ
ュ生成処理を実行する。
The following processing is executed by the automatic mesh generation unit 12. The first is hexahedral mesh generation. (Step S206). The partial area for generating the hexahedral mesh is one of a plurality of partial areas constituting the shape model, and has a hexahedral shape having six quadrilateral faces with boundaries. However, since the quadrilateral surface of the boundary may be a curved surface, 6
The partial area for generating the face mesh is not necessarily a rectangular parallelepiped. In the partial area where the quadrilateral surface of the boundary is a curved surface, an internal grid is generated using the mapping method. In this mapping method, a partial area for generating a hexahedral mesh is regarded as a rectangular parallelepiped, and meshes are generated on the surface and inside of the rectangular parallelepiped based on information such as the number of mesh divisions input by a user, and then the original is formed using a shape function. This is a method of mapping a mesh onto a shape, and is generally used in generating a hexahedral mesh. When there are a plurality of hexahedral mesh regions, a hexahedral mesh generation process is performed on all of them.

【0013】6面体メッシュ生成が終わると、残りの領
域を4面体でメッシュ分割することになるが、前述のよ
うに6面体メッシュに直接的に4面体メッシュを貼り付
けるとメッシュの不整合が生じる。即ち、6面体メッシ
ュと4面体メッシュは表面の形状が異なるため(一方は
4角形であり、もう一方は3角形である)、節点・要素
の整合性を保持して、解析的に問題の少ない方法で接続
することが望ましい。この問題を満たすべく、本発明で
は6面体メッシュ領域と4面体メッシュ領域の間にのみ
4角錐メッシュを挟み(ステップS207)、節点の整
合性を保持しつつ、2タイプのメッシュの接合を実現し
ている。この4角錐メッシュを6面体メッシュと同一の
位相構造(6面体メッシュの1面を1点に縮退させて生
成する)にすることによって、4角錐メッシュをサポー
トしていない解析プログラムを用いた場合でも解析が可
能になる。ここで言う縮退とは、6面体の一面に属する
節点の識別番号を全て同一値にし、見かけ上、4角錐形
状のメッシュにする処理である。この4角錐メッシュを
生成するに際しては、まず、接合面を有する6面体メッ
シュ領域を検索、即ち、4面体メッシュ領域に隣接する
6面体メッシュ領域を検索し、前記接合面部を底面とす
る4角錐メッシュを生成する。この4角錐メッシュの底
面に対向する頂点の座標値は、6面体メッシュの節点座
標値等の幾何情報及び標準メッシュ寸法値に基づいて決
定する。
When the generation of the hexahedral mesh is completed, the remaining area is divided into meshes by the tetrahedron. However, if the tetrahedral mesh is directly pasted on the hexahedral mesh as described above, mesh mismatch occurs. . That is, since the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh have different surface shapes (one is a quadrangle and the other is a triangle), the consistency of nodes and elements is maintained, and there is little problem in analysis. It is desirable to connect by a method. In order to satisfy this problem, in the present invention, a quadrangular pyramid mesh is sandwiched only between the hexahedral mesh region and the tetrahedral mesh region (step S207), and the joining of the two types of meshes is realized while maintaining the consistency of the nodes. ing. By making this quadrangular pyramid mesh the same topological structure as the hexahedral mesh (generated by degenerating one surface of the hexahedral mesh into one point), even when an analysis program that does not support the quadrangular pyramid mesh is used. Analysis becomes possible. The degeneracy described here is a process in which the identification numbers of the nodes belonging to one surface of the hexahedron are all set to the same value, and apparently a quadrangular pyramid-shaped mesh is formed. In generating this tetragonal pyramid mesh, first, a hexahedral mesh region having a joining surface is searched, that is, a hexahedral mesh region adjacent to the tetrahedral mesh region is searched, and a tetrahedral mesh having the joining surface portion as a bottom surface is searched. Generate The coordinate values of the vertices facing the bottom surface of the quadrangular pyramid mesh are determined based on geometric information such as the node coordinate values of the hexahedral mesh and the standard mesh dimension values.

【0014】必要部分に対する4角錐メッシュの生成が
終了すると、4面体メッシュを生成する。(ステップS
208)。4面体メッシュを生成する手法としては、4
面体メッシュ領域の6面体メッシュとの接合部を除く境
界面3角形メッシュを生成し、領域内部に向かって節点
を発生しながら逐次的に4面体メッシュを生成するアド
バンシング・フロント法等を用いる。このとき、メッシ
ュの寸法は形状モデル入力部で設定された標準メッシュ
寸法(生成されるメッシュの平均的な大きさ)に従うこ
とになる。また、6面体メッシュ領域との接合部には、
4角錐メッシュを予め配置してあり、境界が全て3角形
になっているので、この部分には3角形メッシュ生成は
実施しない。
When the generation of the quadrangular pyramid mesh for the necessary portion is completed, a tetrahedral mesh is generated. (Step S
208). As a method for generating a tetrahedral mesh, there are four methods.
An advancing front method or the like is used in which a triangular mesh at the boundary surface excluding the junction with the hexahedral mesh in the hexahedral mesh area is generated, and a tetrahedral mesh is sequentially generated while generating nodes toward the inside of the area. At this time, the mesh size follows the standard mesh size (average size of the generated mesh) set in the shape model input unit. Also, at the junction with the hexahedral mesh area,
Since a quadrangular pyramid mesh is arranged in advance and all the boundaries are triangular, a triangular mesh is not generated in this portion.

【0015】なお、図形処理的には、6面体と4面体と
を接合する場合、4角錐や3角柱のほか、4角形面と3
角形面また、との両方を表面に有する立体、のいずれか
の4角形面を6面体に接合し、いずれかの3角形面を4
面体に接合すれば2タイプのメッシュを接合することが
できる。しかし、このような方法は、計算量が多くなる
ため、自動処理に多大の時間を要する。これに対し、上
記の実施の形態によると、6面体メッシュと4面体メッ
シュとを混在させたメッシュを自動生成する一貫処理の
過程として、必ず6面体メッシュ生成の後に、中間生成
物としての4角錐メッシュを6面体メッシュの表面に規
則的に配置する方法であるため、計算量を少なくでき、
自動処理が容易になる。
Note that, in terms of graphic processing, when a hexahedron and a tetrahedron are joined, in addition to a quadrangular pyramid or a triangular prism,
Any one of the square faces of the three-dimensional face having both the square face and the solid face is joined to the hexahedron, and any one of the three-
Two types of mesh can be joined by joining to a face body. However, such a method requires a great deal of time for automatic processing because the amount of calculation is large. On the other hand, according to the above-described embodiment, as an integrated process of automatically generating a mesh in which a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh are mixed, a hexahedral mesh as an intermediate product is always generated after the hexahedral mesh is generated. Since the mesh is regularly arranged on the surface of the hexahedral mesh, the amount of calculation can be reduced,
Automatic processing becomes easy.

【0016】以下上記した各処理の内の、本発明の特徴
とするものについてよりくわしく説明する。図3は、6
面体メッシュを縮退させて生成した4角錐形状のメッシ
ュを説明する図である。6面体メッシュを扱う上での計
算機上でのデータ表現301及びを4角錐メッシュのデ
ータ表現302の構造は、6面体メッシュと4角錐メッ
シュで共通にするため、各形状メッシュ共に8カラム
(カラム「1」〜「8」)ずつを使用する。そして4角
錐メッシュの方は節点識別番号をカラム「1」、
「2」、「3」、「4」において重複(カラム「1」〜
「4」に対し、4節点で節点識別番号「1」が重複)さ
せている。このように、見かけ上は4角錐メッシュであ
るが、構造上は6面体メッシュと同一の位相を持つメッ
シュ(共に8カラムで構成される)を使用することによ
り、6面体メッシュに対する解析計算と同様の手段で4
角錐メッシュの解析計算を行うことができる。つまり、
一般に有限要素解析プログラムが扱える要素タイプは、
6面体メッシュと4面体メッシュであるが、4角錐メッ
シュを用いながら6面体メッシュとして処理できるた
め、従来よりの有限要素解析プログラムを変更すること
なく利用することができる。
The features of the present invention among the above-described processes will be described in more detail. FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a quadrangular pyramid-shaped mesh generated by degenerating a face mesh. The structure of the data representation 301 on the computer and the data representation 302 of the quadrangular pyramid mesh when handling the hexahedral mesh are common to the hexahedral mesh and the quadrangular pyramid mesh, so that each of the shape meshes has 8 columns (column “column”). 1 "to" 8 "). In the case of the quadrangular pyramid mesh, the node identification number is set to column “1”,
Duplication in “2”, “3”, and “4” (columns “1” to
The node identification number “1” is duplicated at four nodes for “4”. As described above, although it is apparently a tetragonal pyramid mesh, the structure is the same as that of the hexahedral mesh by using a mesh having the same phase as the hexahedral mesh (both are composed of 8 columns). By means of 4
Analytical calculation of the pyramid mesh can be performed. That is,
Generally, the element types that the finite element analysis program can handle are:
Although a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh can be processed as a hexahedral mesh while using a tetragonal pyramid mesh, a conventional finite element analysis program can be used without any change.

【0017】図4は、メッシュの辺の中央にも節点があ
る場合のメッシュの節点識別番号及びデータ表現を示し
ており、6面体を表すデータ表現401の節点識別番号
「9」〜「20」はメッシュの辺の中央にある節点(こ
れを2次要素と言う)に対応している。これを縮退させ
て生成した4角錐メッシュを表すデータ表現402は、
カラム構成が同じで、一点に縮退した節点の識別番号
が、すべて「1」に縮退した表現となっている。このよ
うに、4角錐メッシュ生成処理において、それが接続さ
れる6面体メッシュが図3に示したタイプ(6面体1次
要素)である場合は1次要素型の4角錐メッシュを、ま
た、図4に示したような2次要素型の6面体メッシュの
場合は、2次要素型の4角錐メッシュを接続用に生成す
る。
FIG. 4 shows the node identification numbers and data representations of the mesh when there is also a node at the center of the side of the mesh. The node identification numbers "9" to "20" of the data representation 401 representing the hexahedron are shown. Corresponds to a node at the center of the side of the mesh (this is called a quadratic element). The data representation 402 representing the quadrangular pyramid mesh generated by degenerating this is
The column configuration is the same, and the identification numbers of the nodes that have been reduced to one point are all expressions reduced to “1”. As described above, in the quadrilateral pyramid mesh generation processing, when the hexahedral mesh to which the hexahedron mesh is connected is the type shown in FIG. In the case of a quadratic element type hexahedral mesh as shown in FIG. 4, a quadratic pyramid mesh of a quadratic element type is generated for connection.

【0018】図5は、有限要素解析対象の形状モデルの
一例を示したもので、この形状モデルを用いて、6面体
メッシュと4面体メッシュを混合したメッシュモデルを
生成する処理について説明する。図5のハッチングで図
示の部分501、502が6面体メッシュを生成する領
域である。これらの領域は解析対象モデルを意識的に分
割して定義したものであり、この例では、上下の構造物
が接する部分を解析上重要な領域と考え、この部分に6
面体メッシュ領域を配置する。残りの白抜き図示の部分
503、504が4面体メッシュを生成する領域であ
る。なお、6面体メッシュを生成する領域は写像法によ
りメッシングを行うため、それ自身も6面体であるが、
4面体メッシュを生成する領域の形状は任意である。こ
れは、6面体メッシュの規則性が良いことと、4面体メ
ッシュの複雑形状への適用性が高いことに関係するもの
であり、それぞれのメッシュの利点を生かして、メッシ
ュ生成の高効率化を可能にしている。
FIG. 5 shows an example of a shape model to be subjected to finite element analysis. A process for generating a mesh model in which a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh are mixed using this shape model will be described. Portions 501 and 502 shown by hatching in FIG. 5 are regions where a hexahedral mesh is generated. These areas are defined by intentionally dividing the model to be analyzed. In this example, the area where the upper and lower structures contact each other is considered to be an important area for analysis.
Place a face mesh region. The remaining white portions 503 and 504 are regions for generating a tetrahedral mesh. In addition, since the area for generating the hexahedral mesh is meshed by the mapping method, the area itself is also a hexahedron,
The shape of the region for generating the tetrahedral mesh is arbitrary. This is related to the good regularity of the hexahedral mesh and the high applicability to the complex shape of the tetrahedral mesh. By taking advantage of each mesh, it is possible to improve the efficiency of mesh generation. Making it possible.

【0019】図6は、図5の6面体メッシュ領域50
1、502の各辺にメッシュ分割数を設定し、写像法を
用いて6面体メッシュを生成したものである。メッシュ
分割数は形状モデル入力部11において、6面体メッシ
ュ生成領域の縦、横、高さ方向にあたる稜線を対話的に
指示し、その稜線に分割数を表す整数値を入力すること
により設定する。この例では、図5における領域501
を(縦、横、高さ)=(3、3、5)のメッシュで表
し、図5における領域502を(3、3、3)のメッシ
ュで表した状態を示している。本例では、各領域におい
てメッシュの節点間の間隔が一様であるが、メッシュ分
割情報として、メッシュ分割数の他にメッシュ分割比を
入力すれば、局所的にメッシュを集中させることもでき
る。写像法のアルゴリズム自体は既知であるのでここで
の説明は省略する。 図6のハッチング部分601、6
02は、上記のように生成された6面体メッシュの内
の、4面体メッシュ領域に隣接する6面体メッシュであ
る。形状モデルの各領域の境界表現構造(領域を構成す
る面群の識別番号等)に基づき、領域間の共有面を検索
することで、6面体メッシュ601、602の抽出は容
易に行える。
FIG. 6 shows the hexahedral mesh area 50 of FIG.
The number of mesh divisions is set for each side of 1, 502, and a hexahedral mesh is generated by using a mapping method. The number of mesh divisions is set by interactively instructing a ridge line in the vertical, horizontal, and height directions of the hexahedral mesh generation area in the shape model input unit 11 and inputting an integer value representing the number of divisions into the ridge line. In this example, the region 501 in FIG.
Is represented by a mesh of (length, width, height) = (3, 3, 5), and a region 502 in FIG. 5 is represented by a mesh of (3, 3, 3). In this example, the intervals between the nodes of the mesh are uniform in each region. However, if the mesh division ratio is input as the mesh division information in addition to the number of mesh divisions, the mesh can be locally concentrated. Since the algorithm of the mapping method itself is known, the description is omitted here. Hatched portions 601, 6 in FIG.
02 is a hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral mesh region in the hexahedral mesh generated as described above. The hexahedral meshes 601 and 602 can be easily extracted by searching for a shared plane between the regions based on the boundary expression structure of each region of the shape model (such as the identification number of a surface group constituting the region).

【0020】図7は、4角錐メッシュの頂点(底面に対
向する節点)の座標の決定方法を示す説明図である。図
7において、符号N1からN8は6面体メッシュの節点
であり、符号Npは面<N1、N2、N3、N4>の重
心点、符号Nqは面<N5、N6、N7、N8>の重心
点である。また、重心点Npの座標値を(Xp、Yp、
Zp)、重心点Nqの座標値を(Xq、Yq、Zq)と
する。更に、節点N1〜N2間の距離をD1、節点N2
〜N3間の距離をD2、節点N3〜N4間の距離をD
3、節点N4〜N1間の距離をD4とし、D1とD3の
平均をDd、D2とD4の平均をDw、重心点NpとN
qの距離をDhとする。ここで、Dd、Dw、Dhは、
概ね6面体メッシュの幅、奥行き、高さに相当する。ま
た、標準メッシュ寸法をMSとすると、このMS、及び
以上の定義値から4角錐メッシュの高さHtは、次式で
示される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method of determining the coordinates of the vertices (nodes facing the bottom surface) of the quadrangular pyramid mesh. In FIG. 7, reference numerals N1 to N8 are nodes of the hexahedral mesh, reference numeral Np is the center of gravity of the surface <N1, N2, N3, N4>, and reference numeral Nq is the center of gravity of the surface <N5, N6, N7, N8>. It is. Further, the coordinate value of the center of gravity point Np is represented by (Xp, Yp,
Zp), and the coordinate value of the center of gravity point Nq is (Xq, Yq, Zq). Further, the distance between the nodes N1 and N2 is D1 and the node N2
D2 is the distance between N3 and N3, and D is the distance between nodes N3 and N4.
3. The distance between nodes N4 to N1 is D4, the average of D1 and D3 is Dd, the average of D2 and D4 is Dw, and the center of gravity Np and N
The distance of q is Dh. Here, Dd, Dw, and Dh are:
This roughly corresponds to the width, depth and height of the hexahedral mesh. When the standard mesh size is MS, the height Ht of the quadrangular pyramid mesh is expressed by the following equation based on the MS and the above defined values.

【数1】Ht=min(Dd/2、Dw/2、Dh/
2、MS/5) ここで、minは、引数の最小値を返す関数である。更
に、4角錐メッシュの頂点座標値(Xc、Yc、Zc)
は次式で求める。
Ht = min (Dd / 2, Dw / 2, Dh /
2, MS / 5) Here, min is a function that returns the minimum value of the argument. Further, the vertex coordinate values (Xc, Yc, Zc) of the quadrangular pyramid mesh
Is determined by the following equation.

【数2】 Xc=Xp+(Xp−Xq)/Dh×Ht Yc=Yp+(Yp−Yq)/Dh×Ht Zc=Zp+(Zp−Zq)/Dh×Ht 上式は6面体メッシュの面の重心点NpとNqより4面
体メッシュの頂点方向のベクトルを求め、6面体メッシ
ュの寸法により4面体メッシュの高さを決定することを
意味している。上式で得られた頂点と、対応する6面体
メッシュの節点(N1、N2、N3、N4)とから4角
錐メッシュを生成する。なお、本例は1次要素の例であ
るが、2次要素の場合には中間節点を考慮せずに、N1
からN8までの8節点座標値を用いて1次要素の場合と
同様に求める。
Xc = Xp + (Xp−Xq) / Dh × Ht Yc = Yp + (Yp−Yq) / Dh × Ht Zc = Zp + (Zp−Zq) / Dh × Ht The above equation is the center of gravity of the surface of the hexahedral mesh. This means that a vector in the vertex direction of the tetrahedral mesh is obtained from the points Np and Nq, and the height of the tetrahedral mesh is determined based on the dimensions of the hexahedral mesh. A quadrangular pyramid mesh is generated from the vertices obtained by the above equation and the nodes (N1, N2, N3, N4) of the corresponding hexahedral mesh. Note that this example is an example of a primary element, but in the case of a secondary element, N1 is used without considering intermediate nodes.
It is obtained in the same manner as in the case of the primary element using the coordinate values of eight nodes from N to N8.

【0021】図8は図6の6面体メッシュ上の必要なす
べての部分に4角錐メッシュ801,802を生成した
後の状態を示す図である。4面体メッシュ領域に隣接し
ていない部分には、4角錐メッシュを生成しない。4面
体メッシュ頂点座標の決定方法(図7)で示した通り、
4面体メッシュの寸法は6面体メッシュの寸法に依存し
ており、また、4面体メッシュ頂点方向は、6面体メッ
シュを構成する8頂点から求めるので、各々の頂点は一
様ではない。
FIG. 8 is a diagram showing a state after generating the quadrangular pyramid meshes 801 and 802 in all necessary portions on the hexahedral mesh of FIG. A quadrangular pyramid mesh is not generated in a portion not adjacent to the tetrahedral mesh region. As shown in the tetrahedral mesh vertex coordinate determination method (FIG. 7),
The dimensions of the tetrahedral mesh are dependent on the dimensions of the hexahedral mesh, and the vertices of the tetrahedral mesh are determined from the eight vertices that make up the hexahedral mesh, so each vertex is not uniform.

【0022】図9は、4角錐メッシュを用いて6面体メ
ッシュと4面体メッシュとを連結した状態を示す図であ
る。図9では、4角錐メッシュをハッチングで示してい
る。4角錐メッシュの下面に6面体メッシュ901が結
合し、残りの4面にそれぞれ4面体メッシュ902、9
03、904、905が結合する。ここでは便宜上、結
合部における4個の4面体メッシュのみを示したが、こ
れらは6面体メッシュ領域と4面体メッシュ領域の境界
部に位置する一部分の4面体メッシュであって、この4
面体メッシュにさらに別の4面体メッシュを接続する形
で、4面体メッシュ生成対象の全領域にメッシュが生成
される。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh are connected using a tetragonal pyramid mesh. In FIG. 9, the quadrangular pyramid mesh is indicated by hatching. A hexahedral mesh 901 is bonded to the lower surface of the quadrangular pyramid mesh, and tetrahedral meshes 902 and 9 are attached to the remaining four surfaces, respectively.
03, 904 and 905 are combined. Here, for convenience, only four tetrahedral meshes at the joint are shown, but these are a part of the tetrahedral mesh located at the boundary between the hexahedral mesh region and the tetrahedral mesh region.
By connecting another tetrahedral mesh to the tetrahedral mesh, a mesh is generated in the entire region of the tetrahedral mesh generation target.

【0023】図10は、図8の状態に4面体メッシュ1
001,1002を追加して完成した図5のモデルに対
する最終的な形態のメッシュモデルである。任意形状に
対する4面体自動メッシュ生成の場合、6面体メッシュ
に比較してメッシュの規則性の点では劣るが、自動メッ
シュ生成の適用性が高いので有効である。なお、4面体
メッシュを生成するアルゴリズムは、既知であるので詳
細な説明は省略するが、例えばデラウニ法、アドバンシ
ング・フロント法等を用いることができる。
FIG. 10 shows a tetrahedral mesh 1 in the state of FIG.
It is a mesh model of a final form with respect to the model of FIG. 5 completed by adding 001 and 1002. In the case of tetrahedral automatic mesh generation for an arbitrary shape, the regularity of the mesh is inferior to that of a hexahedral mesh, but the applicability of automatic mesh generation is high. The algorithm for generating the tetrahedral mesh is known, and therefore detailed description is omitted. For example, a Delaunay method, an advancing front method, or the like can be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の解析用メッ
シュの生成方法によれば、1面を4角形面、他の4面を
3角形面にした4角錐メッシュを、6面体メッシュと4
面体メッシュの連結部に配置し、4角錐メッシュの4角
形面を前記6面体メッシュの4角形面に接続し、4角錐
メッシュの3角形面を前記4面体メッシュの三角形面に
接続したので、節点の整合性を保ちながら、自由辺を生
じさせることなく2種のメッシュの接合が可能になる。
更に、4角錐メッシュを6面体メッシュと同一の位相構
造とすることで、4角錐メッシュをサポートしていない
解析プログラムを用いての解析が可能になる。
As described above, according to the method for generating a mesh for analysis of the present invention, a quadrangular pyramid mesh in which one surface is a quadrilateral surface and the other four surfaces are a triangular surface is converted into a hexahedral mesh and a four-sided mesh.
Since the tetrahedral mesh was connected to the tetrahedral mesh, the tetragonal surface of the tetrahedral mesh was connected to the tetragonal surface of the hexahedral mesh, and the triangular surface of the tetrahedral mesh was connected to the triangular surface of the tetrahedral mesh. It is possible to join two kinds of meshes without generating free sides while maintaining the consistency of the meshes.
Furthermore, by making the quadrangular pyramid mesh the same topological structure as the hexahedral mesh, analysis using an analysis program that does not support the quadrangular pyramid mesh becomes possible.

【0025】また、本発明の解析用メッシュの生成方法
によれば、最初に6面体メッシュを生成した後、4面体
メッシュに隣接する前記6面体メッシュの表面に4角錐
メッシュを配置し、この後、4角錐メッシュの3角形面
に4面体メッシュを配置した後、4面体メッシュを生成
可能な領域に4面体メッシュを生成するようにしたの
で、解析上の安定性を高めながら、メッシュ生成の自動
化が可能になる。また、MPCを使わずに6面体メッシ
ュと4面体メッシュを接合するので、MPCを使用した
場合に比べて計算量を少なくできるため、処理時間の短
縮を図ることができる。
According to the method for generating a mesh for analysis of the present invention, a hexahedral mesh is first generated, and then a quadrangular pyramid mesh is arranged on the surface of the hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral mesh. After arranging the tetrahedral mesh on the triangular surface of the quadrilateral pyramid mesh, the tetrahedral mesh is generated in the area where the tetrahedral mesh can be generated. Becomes possible. Further, since the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh are joined without using the MPC, the amount of calculation can be reduced as compared with the case where the MPC is used, so that the processing time can be reduced.

【0026】更に、本発明の解析用メッシュの生成装置
によれば、対話形式による形状モデルを入力するための
入力手段、自動的に3次元幾何形状モデルの作成及び6
面体メッシュ生成するための形状モデル作成手段、領域
設定手段及び6面体メッシュ生成手段、4面体メッシュ
と6面体メッシュの連結部に4角錐メッシュを生成する
ための4角錐メッシュ生成手段、及び4面体メッシュが
自動的に生成する4面体メッシュ生成手段を備えたこと
により、自由辺のない6面体メッシュと4面体メッシュ
の連結が行え、解析上の安定性が高められる。また、有
限要素法を用いた解析処理の自動化が可能になる。更
に、MPCを使わずに6面体メッシュと4面体メッシュ
を接合するので、MPCを使用した場合に比べ、計算量
を少なくできる。
Further, according to the analysis mesh generating apparatus of the present invention, an input means for inputting a shape model in an interactive format, a method for automatically creating a three-dimensional geometric shape model, and
Shape model creating means for generating a face mesh, area setting means, and hexahedral mesh generating means, tetrahedral mesh generating means for generating a tetrahedral mesh at a connecting portion between tetrahedral mesh and hexahedral mesh, and tetrahedral mesh Is provided with a tetrahedral mesh generating means that automatically generates a hexahedral mesh having no free side and a tetrahedral mesh, thereby improving analysis stability. Further, the analysis processing using the finite element method can be automated. Further, since the hexahedral mesh and the tetrahedral mesh are joined without using the MPC, the amount of calculation can be reduced as compared with the case where the MPC is used.

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

【図1】本発明の解析用メッシュ生成装置の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an analysis mesh generation device according to the present invention.

【図2】メッシュ生成処理を示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a mesh generation process.

【図3】6面体メッシュとそれを縮退させて生成した4
角錐のメッシュのデータ表現を示す図である。
FIG. 3 shows a hexahedral mesh and its degenerated 4
FIG. 4 is a diagram showing a data representation of a pyramid mesh.

【図4】メッシュの辺の中央にも節点がある6面体メッ
シュとそれを縮退させて生成した4角錐メッシュのデー
タ表現を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a data representation of a hexahedral mesh having a node also at the center of a side of the mesh and a quadrangular pyramid mesh generated by degenerating the mesh.

【図5】有限要素解析対象の形状モデルの一例を示す形
状図である。
FIG. 5 is a shape diagram showing an example of a shape model to be subjected to finite element analysis.

【図6】図5のメッシュ領域の各辺にメッシュ分割数を
設定し、写像法を用いて6面体メッシュを生成する説明
図である。
6 is an explanatory diagram in which a mesh division number is set for each side of the mesh region in FIG. 5 and a hexahedral mesh is generated using a mapping method.

【図7】4角錐メッシュの頂点の座標の決定方法を示す
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of determining coordinates of vertices of a quadrangular pyramid mesh.

【図8】6面体メッシュ上の必要なすべての部分に4角
錐メッシュを生成した後の状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state after generating a quadrangular pyramid mesh for all necessary portions on a hexahedral mesh.

【図9】4角錐メッシュを用いて6面体メッシュと4面
体メッシュとを連結した状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a hexahedral mesh and a tetrahedral mesh are connected using a tetragonal pyramid mesh.

【図10】図8の状態に4面体メッシュを追加して完成
した最終的な形態のメッシュモデルである。
FIG. 10 is a mesh model of a final form completed by adding a tetrahedral mesh to the state of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 解析用プロセッサ 2 モデルデータベース 3 形状入力/表示装置 11 形状モデル入力部 12 メッシュ自動生成部 21 形状モデルデータ 22 メッシュモデル 501,502 6面体メッシュ領域 503,504 4面体メッシュ領域 601,602 4面体メッシュ領域に隣接する6面体
メッシュ 901 面体メッシュ 902〜905 4面体メッシュ
Reference Signs List 1 analysis processor 2 model database 3 shape input / display device 11 shape model input unit 12 mesh automatic generation unit 21 shape model data 22 mesh model 501, 502 hexahedral mesh region 503, 504 tetrahedral mesh region 601, 602 tetrahedral mesh Hexahedral mesh adjacent to the area 901 Hexahedral mesh 902-905 Tetrahedral mesh

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 直人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naoto Saito 502, Kachimachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 6個の4角形面により表面を構成した6
面体メッシュと、4個の3角形面により表面を構成した
4面体メッシュとの連結部に1面を4角形面にし他の4
面を3角形面にした4角錐メッシュが配置され、該4角
錐メッシュの4角形面を前記6面体メッシュの4角形面
に接続し、前記4角錐メッシュの3角形面を前記4面体
メッシュの三角形面に接続することを特徴とする解析用
メッシュの生成方法。
1. A surface having a surface formed by six square faces.
One surface is made into a quadrilateral surface at the connection between the tetrahedral mesh and the tetrahedral mesh whose surface is made up of four triangular surfaces, and the other four
A tetragonal pyramid mesh whose surface is a triangular surface is arranged, a tetragonal surface of the tetragonal pyramid mesh is connected to a tetragonal surface of the hexahedral mesh, and a triangular surface of the tetragonal pyramid mesh is connected to a triangle of the tetrahedral mesh. A method for generating an analysis mesh, characterized by connecting to a surface.
【請求項2】 6個の4角形面により表面を構成した6
面体メッシュを生成可能な領域と、4個の3角形面によ
り表面を構成した4面体メッシュを生成可能な領域とが
連結される解析用メッシュの生成方法であって、前記6
面体メッシュを生成可能な領域に6面体メッシュを生成
した後、1面が4角形で他の4面が3角形である4角錐
メッシュを前記4面体メッシュに隣接する前記6面体メ
ッシュの表面に配置し、ついで前記4角錐メッシュの3
角形面に4面体メッシュを配置した後、前記4面体メッ
シュを生成可能な領域に4面体メッシュを生成すること
を特徴とする解析用メッシュの生成方法。
2. A surface having a surface formed by six square faces.
A method for generating an analysis mesh in which a region capable of generating a tetrahedral mesh and a region capable of generating a tetrahedral mesh whose surface is formed by four triangular faces are connected, wherein
After generating a hexahedral mesh in an area where a tetrahedral mesh can be generated, a tetragonal pyramid mesh in which one surface is a quadrangle and the other four surfaces are a triangle is arranged on the surface of the hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral mesh And then 3
A method for generating a mesh for analysis, comprising: arranging a tetrahedral mesh on a rectangular surface, and then generating a tetrahedral mesh in an area where the tetrahedral mesh can be generated.
【請求項3】 前記4角錐メッシュは、6面体の1面に
属する節点の識別番号が全て同一値にされ、前記6面体
メッシュと同一の位相構造を持つように生成されること
を特徴とする請求項2記載の解析用メッシュの生成方
法。
3. The tetragonal pyramid mesh is generated such that all the identification numbers of nodes belonging to one surface of a hexahedron have the same value and have the same topological structure as the hexahedron mesh. A method for generating an analysis mesh according to claim 2.
【請求項4】 前記4角錐メッシュは、前記生成した6
面体メッシュの寸法を基に4個の3角形面に共有される
頂点の位置を決定し、この頂点及び対応する6面体メッ
シュの節点に基づいて生成することを特徴とする請求項
2記載の解析用メッシュの生成方法。
4. The quadrangular pyramid mesh includes the generated 6 pyramid mesh.
3. The analysis according to claim 2, wherein the positions of vertices shared by the four triangular faces are determined based on the dimensions of the face mesh, and are generated based on the vertices and the nodes of the corresponding hexahedral mesh. For generating meshes for
【請求項5】 前記頂点の位置は、前記6面体メッシュ
の底面と頂面の各々の重心の座標、前記6面体メッシュ
の高さ、及び前記4角錐メッシュの高さに基づいて算出
することを特徴とする請求項4記載の解析用メッシュの
生成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the position of the vertex is calculated based on coordinates of a center of gravity of a bottom surface and a top surface of the hexahedral mesh, a height of the hexahedral mesh, and a height of the quadrangular pyramid mesh. The method for generating an analysis mesh according to claim 4, characterized in that:
【請求項6】 解析対象である3次元幾何形状のモデル
を基に有限要素解析用のメッシュデータを生成する解析
用メッシュ生成装置であって、前記モデルに関するデー
タを入力する入力手段と、前記モデルを作成する形状モ
デル作成手段と、6面体メッシュを生成する領域を指定
する領域設定手段と、6面体メッシュを生成する6面体
メッシュ生成手段と、4面体領域に隣接する6面体メッ
シュを検索し、この6面体メッシュの表面に4角錐メッ
シュを配置する4角錐メッシュ生成手段と、前記4角錐
メッシュに接する領域に4面体メッシュを生成する4面
体メッシュ生成手段を備えたことを特徴とする解析用メ
ッシュ生成装置。
6. An analysis mesh generation device for generating mesh data for finite element analysis based on a model of a three-dimensional geometric shape to be analyzed, an input means for inputting data related to the model, Searching for a hexahedral mesh adjacent to the tetrahedral area, a shape model creating means for creating a hexahedral mesh, an area setting means for designating an area for creating a hexahedral mesh, a hexahedral mesh generating means for creating a hexahedral mesh, A mesh for analysis, comprising: a quadrangular pyramid mesh generating means for arranging a quadrangular pyramid mesh on the surface of the hexahedral mesh; and a tetrahedral mesh generating means for generating a tetrahedral mesh in an area in contact with the quadrangular pyramid mesh. Generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110532659A (en) * 2019-08-22 2019-12-03 大连理工大学 A kind of finite element node modeling method considering contact surface pattern

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