JPH11110587A - Mesh generation method for numerical analysis - Google Patents

Mesh generation method for numerical analysis

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JPH11110587A
JPH11110587A JP9270844A JP27084497A JPH11110587A JP H11110587 A JPH11110587 A JP H11110587A JP 9270844 A JP9270844 A JP 9270844A JP 27084497 A JP27084497 A JP 27084497A JP H11110587 A JPH11110587 A JP H11110587A
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JP
Japan
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mesh
target
tetrahedral
volume
shape model
Prior art date
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Pending
Application number
JP9270844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Harigai
昌幸 針谷
Ichiro Nishigaki
一朗 西垣
Takashi Yokohari
孝志 横張
Chie Takizawa
千恵 滝沢
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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Publication of JPH11110587A publication Critical patent/JPH11110587A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a tetrahedral mesh for analysis at a high speed by subdividing only an element whose volume exceeds a target element volume or subdividing only the element, whose aspect ratio is smaller than a target aspect ratio. SOLUTION: In a shape model and target element input part, a shape model generated based on numerical values inputted by a user using a keyboard 101b and a mouse 101c of an input/output device 101 is stored in a data base and displayed on a display 101a. A system user interactively inputs a target element dimension (a standard element dimension, the part and a minimum element dimension at the part in the case of concentrating the mesh at the certain part such as a point, a line segment and a plane, etc., of the shape model and an element dimension change coefficient for indicating through what ratio the size of the mesh is changed from the concentrated part) from the keyboard 101b or the mouse 101c for the prepared shape mode. Thus, a tetrahedral mesh for the analysis is generated at a high speed.

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、計算機を用いた数
値シミュレーションにより、設計業務を最適化,合理化
するCAEシステムに係わる。特に、解析対象の3次元
形状モデルから数値解析用のメッシュを自動的に生成す
る方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CAE system that optimizes and rationalizes design work by numerical simulation using a computer. In particular, the present invention relates to a method for automatically generating a mesh for numerical analysis from a three-dimensional shape model to be analyzed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来4面体の解析メッシュを自動生成す
る方法として、デローニ4面体分割を用いた生成法があ
る。デローニ4面体分割を用いた解析メッシュ生成で
は、形状モデル内部にあらかじめ節点群を配置し、形状
モデル内部に生成された粗い4面体メッシュに配置した
節点を順次追加し、その節点を包含する4面体要素を探
査しデローニ分割を行う、この処理を節点の数だけ繰り
返す、という手順で解析メッシュのデータを作成する。
デローニ4面体分割については、「三次元凸体の四面体
有限要素自動分割」谷口健男,太田親 土木学会論文集
I−16巻432号p.137−144 1991に記
載。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of automatically generating an analysis mesh of a tetrahedron, there is a generation method using Delaunay tetrahedral division. In the analysis mesh generation using the Delaunay tetrahedron division, a node group is arranged in advance in a shape model, nodes arranged in a coarse tetrahedron mesh generated in the shape model are sequentially added, and a tetrahedron including the nodes is added. Analytical mesh data is created by the procedure of exploring elements and performing Delaunay division, and repeating this process by the number of nodes.
The Deloni tetrahedron division is described in “Automatic Division of Three-Dimensional Convex Tetrahedral Finite Elements” by Takeo Taniguchi and Chika Ota, I-16, 432, pp. 137-144, 1991.

【0003】節点群の配置には、格子状に節点の候補と
なる点を複数配置し、候補点を節点として採用するかを
判定する。その際候補点と全ての配置済み節点との距離
計算を行う必要があり、節点群の総配置時間は節点数の
二乗に比例し時間がかかる。一方節点を包含する4面体
要素を探査する処理においては、全ての要素との内外判
定処理をするため時間がかかる。
In arranging a node group, a plurality of node candidate points are arranged in a grid pattern, and it is determined whether or not the candidate points are used as nodes. At that time, it is necessary to calculate the distance between the candidate point and all the arranged nodes, and the total arrangement time of the node group is proportional to the square of the number of nodes, and it takes time. On the other hand, in the process of searching for a tetrahedral element including a node, it takes time to perform the inside / outside determination process with all the elements.

【0004】節点群配置時間の問題に対して、次のよう
な手法が提案されている。形状モデルを完全に内包する
直方体で覆い、バケットと呼ばれる多数の小さい直方体
に分割し、バケット毎に節点を発生させることにより、
1バケットあたりの節点数を減少させ節点群の配置時間
を短縮する手法(バケット法)である。これについて
は、「最新プレポストKSWAD Ver6.0」長福隆司
計算工学2巻1号p.47−50 1997に記載。
The following method has been proposed to solve the problem of node group arrangement time. By covering the shape model with a completely enclosing rectangular parallelepiped, dividing it into a number of small rectangular parallelepipeds called buckets, and generating nodes for each bucket,
This is a technique (bucket method) for reducing the number of nodes per bucket and shortening the node group arrangement time. This is described in “Latest Prepost KSWAD Ver. 6.0”, Takashi Chofuku, Computational Engineering Science Vol. 2, No. 1, p. 47-50 1997.

【0005】また探査時間の問題に対しては、節点群の
支配する領域をビンと呼ばれる小立方体群に分割し、お
のおののビンに与えた順序に従って、追加する節点順序
を決定することにより、要素の探査時間を節約する方法
(ビン・ソーティング法)も提案されている。この手法
の詳細についても、「三次元凸体の四面体有限要素自動
分割」谷口健男,太田親 土木学会論文集I−16巻4
32号 p.137−144 1991に記載。
To solve the problem of the search time, the area controlled by the nodes is divided into small cubes called bins, and the order of nodes to be added is determined according to the order given to each bin. A method of saving exploration time (bin sorting method) has also been proposed. For details of this method, see "Automatic Division of Tetrahedral Finite Elements of Three-Dimensional Convex Body" by Takeo Taniguchi and Chika Ota.
No. 32 p. 137-144 1991.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】バケット法を用いた場
合でも、形状モデルを完全に内包する直方体をバケット
の分割する時間が新たに発生し、また1つのバケットに
関しては、内部節点を配置させる時間は配置する節点数
の二乗に比例するため、特に節点数が多い解析メッシュ
生成には時間がかかる。
Even when the bucket method is used, a new time is required to divide a rectangular parallelepiped completely enclosing the shape model into buckets, and for one bucket, the time for arranging internal nodes is increased. Since is proportional to the square of the number of nodes to be arranged, it takes time to generate an analysis mesh having a large number of nodes.

【0007】ビン・ソーティング法を用いた場合でも、
節点群の支配する領域をビンに分割する時間が新たに発
生し、またビン・ソーティング法を用いて探査時間を減
少させることはできても、追加する節点を包含する4面
体要素を探索する必要性はなくならない。また1つのビ
ンに関しては、探査時間は要素数に比例し、特に要素数
が多い解析メッシュ生成には時間がかかる。
[0007] Even when the bin sorting method is used,
A new time is required to divide the region controlled by the nodes into bins, and the search time can be reduced using the bin sorting method, but it is necessary to search for tetrahedral elements that include the additional nodes Sex is not lost. For one bin, the search time is proportional to the number of elements, and it takes time to generate an analysis mesh with a large number of elements.

【0008】本発明の目的は、上記課題を解決し、高速
に解析用4面体メッシュを生成できる数値解析用メッシ
ュ生成方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a mesh generation method for numerical analysis capable of generating a tetrahedral mesh for analysis at high speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、解析対象
の形状モデル及び解析メッシュの目標要素寸法,目標要
素体積を計算機に入力し、前記形状モデルの表面を前記
目標要素寸法に基づいて3角形メッシュに分割し、前記
形状モデル内部に粗い4面体メッシュを生成し、形状モ
デル内部に節点を配置し、粗い4面体メッシュを細分割
することによって解析メッシュを生成する方法に、体積
が目標要素体積より大きい4面体要素のみを細分割する
手段,アスペクト比が目標アスペクト比より小さい4面
体要素のみを細分割する手段,隣接する要素の体積比の
最大が目標隣接体積比より大きい4面体要素のみを細分
割する手段を設けた数値解析用メッシュ生成方法により
達成できる。
The object of the present invention is to input a target element size and a target element volume of a shape model to be analyzed and an analysis mesh to a computer, and to make a surface of the shape model based on the target element size. A method of generating an analysis mesh by dividing into a rectangular mesh, generating a coarse tetrahedral mesh inside the shape model, arranging the nodes inside the shape model, and subdividing the coarse tetrahedral mesh includes a method of determining the volume of the target element. Means for subdividing only tetrahedral elements larger than volume, means for subdividing only tetrahedral elements whose aspect ratio is smaller than target aspect ratio, Only tetrahedral elements whose maximum volume ratio of adjacent elements is larger than target adjacent volume ratio Can be achieved by a numerical analysis mesh generation method provided with a means for subdividing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本メッシュ生成装置の全
体構成図である。図1を用いて、本発明のメッシュ生成
法の一実施例について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present mesh generation device. One embodiment of the mesh generation method of the present invention will be described with reference to FIG.

【0011】1.形状モデル,目標要素入力部 形状モデル,目標要素入力部では、ユーザが入出力装置
101のキーボード101bやマウス101cを用いて
入力した数値に基づいて生成した形状モデルをデータベ
ースに格納し、ディスプレイ101a上に表示する。シ
ステム使用者は、作成した形状モデルに対し、キーボー
ド101bまたはマウス101cから目標要素寸法(標
準要素寸法,メッシュを形状モデルのある点・線分・面等
の部位に集中させたい場合には、その部位及びその部位
での最小要素寸法,メッシュのサイズを集中部位からど
の程度の割合で変化させるかを表す要素寸法変化係数)
を対話的に入力することができる。
1. Shape Model, Target Element Input Unit In the shape model, target element input unit, a shape model generated based on numerical values input by the user using the keyboard 101b or mouse 101c of the input / output device 101 is stored in a database and displayed on the display 101a. To be displayed. When the system user wants to concentrate target element dimensions (standard element dimensions and mesh on a point, line segment, surface, or the like in the shape model) from the keyboard 101b or the mouse 101c, the system user inputs the target element dimensions. The element size change coefficient that indicates how much the part, the minimum element size at that part, and the mesh size are changed from the concentrated part)
Can be entered interactively.

【0012】図2は、標準要素寸法の入力画面の例であ
る。この例では、図4(a)に示す形状モデルに対し
て、標準要素寸法を10,形状モデル上の点2aにメッ
シュを集中させ、そのときの最小要素寸法を1,要素寸
法変化係数を1.3 として、メッシュを生成する(ST
1)。
FIG. 2 is an example of an input screen for standard element dimensions. In this example, with respect to the shape model shown in FIG. 4A, the standard element size is 10, the mesh is concentrated on the point 2a on the shape model, the minimum element size at that time is 1, and the element size change coefficient is 1 .3 and generate a mesh (ST
1).

【0013】2.要素細分割基準入力部 要素細分割基準入力部では、ユーザは目標要素体積また
は目標アスペクト比または目標隣接体積比といった要素
の細分割基準を選択することができる。図3は要素細分
割基準の入力画面の例である。使用する細分割基準につ
いて3aのように選択し、3bに細分割基準値を入力す
る。加えて目標要素体積を細分割基準とする場合におい
て、表面3角形メッシュから目標要素体積を決定する場
合には3cを選択する(ST2)。
2. Element Subdivision Reference Input The element subdivision reference input allows the user to select a subdivision criterion for the element, such as a target element volume or target aspect ratio or target adjacent volume ratio. FIG. 3 is an example of an input screen for the element subdivision criterion. A subdivision criterion to be used is selected as in 3a, and a subdivision reference value is input to 3b. In addition, when the target element volume is used as the subdivision reference and the target element volume is determined from the surface triangular mesh, 3c is selected (ST2).

【0014】3.3角形メッシュ生成部 3角形メッシュ生成部では、入力した目標要素寸法をも
とに、形状モデル表面に例えば、フロント法やデローニ
3角形分割法を用いて3角形メッシュを生成する。図4
(b)は図4(a)の形状モデル表面に生成した3角形
メッシュである(ST3)。
3.3 Triangular Mesh Generation Unit The triangular mesh generation unit generates a triangular mesh on the surface of the shape model using, for example, the front method or the Deloni triangulation method based on the input target element dimensions. . FIG.
(B) is a triangular mesh generated on the surface of the shape model of FIG. 4 (a) (ST3).

【0015】4.初期4面体メッシュ生成部 初期4面体メッシュ生成部では、形状モデルの表面3角
形メッシュをもとに、形状モデル内部に粗い4面体メッ
シュ(初期4面体メッシュ)を生成する。初期4面体メ
ッシュは次のような手順で生成する。まず形状モデルを
包含するような4面体を作成する。図4(c)は図4
(a)の形状モデルを包含する4面体の例である。
4. Initial tetrahedral mesh generator The initial tetrahedral mesh generator generates a rough tetrahedral mesh (initial tetrahedral mesh) inside the shape model based on the surface triangle mesh of the shape model. The initial tetrahedral mesh is generated in the following procedure. First, a tetrahedron including a shape model is created. FIG. 4C shows FIG.
It is an example of a tetrahedron including the shape model of (a).

【0016】次にモデル表面の3角形メッシュを構成す
る節点を順次配置し、例えばデローニ4面体分割を行
い、粗い4面体メッシュを生成する。最後に形状モデル
の外部に存在する要素を除去する(ST4)。
Next, nodes constituting a triangular mesh on the model surface are sequentially arranged, and, for example, Delaunay tetrahedron division is performed to generate a rough tetrahedral mesh. Finally, elements existing outside the shape model are removed (ST4).

【0017】5.4面体メッシュ細分割部 4面体メッシュ細分割部では、ユーザの入力した細分割
基準にしたがって、初期4面体メッシュを細分割し、解
析メッシュを生成する。図5に細分割基準として目標体
積を選択した場合の4面体メッシュ細分割のアルゴリズ
ムを示す。
5.4 Tetrahedral Mesh Subdivision Unit The tetrahedral mesh subdivision unit subdivides the initial tetrahedral mesh according to the subdivision standard input by the user to generate an analysis mesh. FIG. 5 shows an algorithm of tetrahedral mesh subdivision when a target volume is selected as a subdivision criterion.

【0018】まずモデル内部に存在する要素に、要素細
分割基準入力部においてユーザが選択した要素細分割基
準(目標要素体積,目標アスペクト比,目標隣接体積)
に応じて、全ての要素に要素細分割基準入力部でのユー
ザ入力値を設定する。ただし表面3角形メッシュから目
標要素体積を決定する場合には、以下に示す方法に従い
各要素毎に目標要素体積を決定する(ST7)。
First, an element subdivision criterion (a target element volume, a target aspect ratio, a target adjacent volume) selected by a user in an element subdivision criterion input unit is applied to an element existing inside the model.
, The user input values at the element subdivision reference input unit are set for all the elements. However, when determining the target element volume from the surface triangular mesh, the target element volume is determined for each element according to the following method (ST7).

【0019】形状モデル内部に存在する4面体を、4面
体を構成する4面のうち少なくとも1つの面が表面3角
形メッシュとなっている4面体と表面3角形メッシュを
含まない4面体の2種類に分類する。
There are two types of tetrahedrons existing inside the shape model: a tetrahedron in which at least one of the four surfaces constituting the tetrahedron is a surface triangular mesh, and a tetrahedron not including the surface triangular mesh. Classify into.

【0020】4面体を構成する4面のうち、少なくとも
1つの面が表面3角形メッシュとなっている4面体の目
標要素体積決定法を示す。まず表面3角形となっている
面の数、表面3角形となっている面の面積の合計を求
め、平均面積を算出する。次に平均面積と同面積の正3
角形の1辺の長さを求め、この辺を1辺とする正4面体
の体積を求める。この正4面体の体積を、対象とする4
面体の目標要素体積とする。
A method for determining a target element volume of a tetrahedron in which at least one of the four surfaces constituting the tetrahedron is a surface triangular mesh will be described. First, the total number of triangular surfaces and the total area of triangular surfaces are determined, and the average area is calculated. Next, the positive 3 of the same area as the average area
The length of one side of the polygon is determined, and the volume of a regular tetrahedron having this side as one side is determined. The volume of this tetrahedron is defined as the target 4
This is the target element volume of the face.

【0021】この方法を図6の4面体要素6aに適用し
た例について示す。この例では、表面3角形メッシュと
なっている面が1面、3角形メッシュの3辺の長さがそ
れぞれ3,4,5となっている。そのためこの3角形と
面積が等しい正3角形の1辺の長さは約3.87とな
り、この辺を1辺とする正4面体の体積は、約6.83
となる。よって6.83を4面体要素6aの目標要素体
積とする。
An example in which this method is applied to the tetrahedral element 6a in FIG. 6 will be described. In this example, one surface is a surface triangular mesh, and the lengths of three sides of the triangular mesh are 3, 4, and 5, respectively. Therefore, the length of one side of the regular triangle having the same area as the triangle is about 3.87, and the volume of the regular tetrahedron having this side as one side is about 6.83.
Becomes Therefore, 6.83 is set as the target element volume of the tetrahedral element 6a.

【0022】表面3角形メッシュを含まない4面体要素
の目標要素体積決定法を示す。対象となる4面体要素に
面で接する4面体要素のうち、目標要素体積が設定され
ている要素の数,目標要素体積が設定されている要素の
目標要素体積の合計を求め、平均目標要素体積を算出
し、これを対象4面体要素の目標要素体積とする。
A method for determining a target element volume of a tetrahedral element not including a surface triangular mesh will be described. Among the tetrahedral elements that are in contact with the target tetrahedral element, the number of elements for which the target element volume is set and the sum of the target element volumes of the elements for which the target element volume is set are calculated, and the average target element volume is obtained. Is calculated, and this is set as the target element volume of the target tetrahedral element.

【0023】この方法を図7の4面体要素に適用した例
について示す。この例では、4面体要素7aの目標要素
体積を決定する。面で接する4面体要素7b,7c,7
d,7eのうち、目標要素体積が設定されている4面体
要素は7c,7dの2要素であり、それぞれ5,10と
なっている。よって2つの要素の目標要素体積の平均値
は7.5 となり、これを4面体7aの目標要素体積とす
る。
An example in which this method is applied to the tetrahedral element shown in FIG. 7 will be described. In this example, the target element volume of the tetrahedral element 7a is determined. Tetrahedral elements 7b, 7c, 7 contacting by face
Of d and 7e, the tetrahedral elements for which the target element volume is set are two elements 7c and 7d, and are 5 and 10, respectively. Therefore, the average value of the target element volumes of the two elements is 7.5, which is the target element volume of the tetrahedron 7a.

【0024】この決定法により、面積が大きい表面3角
形メッシュを含む4面体要素には、面積が小さい表面3
角形メッシュを含む4面体要素よりも大きな目標要素体
積が設定できる。また、表面3角形を含まない4面体要
素についても、表面3角形メッシュの面積変化に沿った
目標要素体積を設定できる。
According to this determination method, a tetrahedral element including a surface triangular mesh having a large area has a surface 3 having a small area.
A target element volume larger than a tetrahedral element including a rectangular mesh can be set. In addition, for a tetrahedral element that does not include the surface triangle, a target element volume can be set according to the area change of the surface triangle mesh.

【0025】全ての4面体要素の体積を求める(ST
8)。
The volume of all tetrahedral elements is determined (ST
8).

【0026】体積が目標要素体積を上回る要素が存在す
る場合には、その要素の重心に内部節点を配置し、メッ
シュの細分割(デローニ4面体分割)を行う(ST9,
ST10,ST11)。
When there is an element whose volume exceeds the target element volume, an internal node is arranged at the center of gravity of the element, and the mesh is subdivided (Deloni tetrahedron division) (ST9,
ST10, ST11).

【0027】デローニ4面体分割により生成された各4
面体要素について、目標要素体積を設定する。要素細分
割基準入力部においてユーザが選択した要素細分割基準
(目標要素体積,目標アスペクト比,目標隣接体積)に
応じて、全ての要素に要素細分割基準入力部でのユーザ
入力値を設定する。ただし表面3角形メッシュから自動
で目標要素体積を決定する場合には、以下の方法に従
い、各要素の目標体積を設定する(ST12)。
Each of the four generated by the Delaunay tetrahedral division
A target element volume is set for the face element. According to the element subdivision criterion (target element volume, target aspect ratio, target adjacent volume) selected by the user in the element subdivision criterion input unit, a user input value in the element subdivision criterion input unit is set for all elements. . However, when the target element volume is automatically determined from the surface triangular mesh, the target volume of each element is set according to the following method (ST12).

【0028】まずデローニ分割によって取り除かれた要
素群の目標要素体積の平均値を、新たに生成された各要
素の目標要素体積とする。次に対象とする4面体要素と
面で接する要素のうち、新たに生成された要素以外の要
素を検索する。そして対象要素の目標要素体積を目標要
素体積と検索された要素の目標要素体積の平均に変更す
る。もし、対象とする4面体要素と面で接する要素のう
ち、新たに生成された要素以外の要素が存在しない場合
には、変更しない。
First, the average value of the target element volumes of the element group removed by Delaunay division is set as the target element volume of each newly generated element. Next, among the elements that are in contact with the target tetrahedral element on the surface, elements other than the newly generated element are searched. Then, the target element volume of the target element is changed to the average of the target element volume and the target element volume of the retrieved element. If there is no element other than the newly generated element among the elements that are in contact with the target tetrahedral element on the surface, the element is not changed.

【0029】この方法を適用した例を図8を用いて説明
する。図8(a)に示す4面体要素8a2の重心に節点
が発生した場合について考える。デローニ分割によって
2つの4面体要素8a1,8a2が取り除かれ、図8
(b)に示す6つの4面体要素8b1〜8b6が新たに
生成されるとする。この時、新たに生成された6つの要
素の目標要素体積を、取り除かれた要素8a1,8a2
の目標要素体積の平均値10とする。さらに図8(c)
に示すように、4面体要素8b1について、面で接する
4面体要素のうち、新たに生成された要素以外の要素8
c1を検索し、8b1と8c1の目標要素体積の平均値
10.5 を要素8b1の目標要素体積とする。要素8b
2〜8b6の目標要素体積についても、同様の手順で求
める。
An example in which this method is applied will be described with reference to FIG. Consider a case where a node occurs at the center of gravity of the tetrahedral element 8a2 shown in FIG. By the Delaunay division, the two tetrahedral elements 8a1 and 8a2 are removed, and FIG.
It is assumed that six tetrahedral elements 8b1 to 8b6 shown in (b) are newly generated. At this time, the target element volumes of the newly generated six elements are replaced with the removed elements 8a1 and 8a2.
The average value of the target element volume of is set to 10. Further, FIG.
As shown in the figure, with respect to the tetrahedral element 8b1, of the tetrahedral elements that are in contact with each other,
c1 is searched, and the average value 10.5 of the target element volumes of 8b1 and 8c1 is set as the target element volume of element 8b1. Element 8b
The target element volumes of 2 to 8b6 are obtained in the same procedure.

【0030】デローニ分割により生成された各4面体要
素について、体積を求める(ST13)。
The volume of each tetrahedral element generated by Delaunay division is determined (ST13).

【0031】この処理を体積が目標要素体積より大きい
要素が存在しなくなるまで繰り返す(ST5)。
This processing is repeated until there is no element whose volume is larger than the target element volume (ST5).

【0032】このように各要素に目標要素体積を設定
し、体積が目標要素体積を上回る要素にのみ、その重心
点に内部節点を配置することにより、内部節点の配置と
その節点を包含する要素の探査を短時間で行うことがで
きる。よって要素数,節点数が多い大規模な解析メッシ
ュの生成を高速に行うことができる。
By setting the target element volume for each element and arranging the internal nodes at the center of gravity only for the elements whose volume exceeds the target element volume, the arrangement of the internal nodes and the elements including the nodes Exploration in a short time. Therefore, a large-scale analysis mesh having a large number of elements and nodes can be generated at high speed.

【0033】1.6 解析メッシュ出力部 解析メッシュ出力部では、生成された解析メッシュをデ
ィスプレイ101b上に表示する。図4(d)は図4
(a)の形状モデル内部に生成された4面体メッシュで
ある。表示上わかりやすくするため、形状モデル境界近
傍の数要素を選択して表示している(ST6)。
1.6 Analysis Mesh Output Unit The analysis mesh output unit displays the generated analysis mesh on the display 101b. FIG. 4D shows FIG.
4A is a tetrahedral mesh generated inside the shape model of FIG. In order to make the display easier to understand, several elements near the boundary of the shape model are selected and displayed (ST6).

【0034】同様に、細分割基準として目標アスペクト
比を選択した場合には、アスペクト比が目標アスペクト
比より小さい要素にのみ、その重心点に内部節点を配置
し、メッシュの細分割を繰り返し行い解析メッシュを生
成する。また、目標隣接体積比を選択した場合には、隣
接する要素の体積比の最大が目標体積比より大きい要素
にのみ、その重心点に内部節点を配置し、メッシュの細
分割を繰り返すことによって高速に解析メッシュを生成
できる。
Similarly, when the target aspect ratio is selected as the subdivision criterion, only nodes having an aspect ratio smaller than the target aspect ratio have internal nodes located at their centroids, and the mesh is repeatedly subdivided for analysis. Generate a mesh. In addition, when the target adjacent volume ratio is selected, only nodes whose maximum volume ratio of the adjacent elements is larger than the target volume ratio have internal nodes located at the center of gravity, and by repeating subdivision of the mesh, high speed is achieved. An analysis mesh can be generated.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、体積が目標要素体積を
上回る要素のみを細分割する、またはアスペクト比が目
標アスペクト比より小さい要素のみを細分割する、また
は隣接する要素の体積比の最大が目標体積比より大きい
要素のみを細分割することにより解析メッシュを生成す
るため、配置する節点を包含する4面体要素を探査する
必要がないのに加え、従来は節点数の二乗に比例した内
部節点配置の時間を、節点数に比例するにとどめること
ができる。そのため、解析用4面体メッシュを高速に生
成することができる。
According to the present invention, only the element whose volume exceeds the target element volume is subdivided, or only the element whose aspect ratio is smaller than the target aspect ratio is subdivided, or the maximum volume ratio of adjacent elements is obtained. Generates an analysis mesh by subdividing only elements larger than the target volume ratio, so there is no need to search for tetrahedral elements that include the nodes to be arranged. The time required for node placement can be kept proportional to the number of nodes. Therefore, a tetrahedral mesh for analysis can be generated at high speed.

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

【図1】本発明の実施例メッシュ生成法のシステム構成
図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a mesh generation method according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の目標要素寸法の入力画面の例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a target element dimension input screen of FIG. 1;

【図3】図2の要素細分割基準の入力画面の例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an input screen of an element subdivision criterion in FIG. 2;

【図4】メッシュの生成過程を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a process of generating a mesh.

【図5】要素を細分割したアルゴリズムを示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an algorithm for subdividing elements.

【図6】3角形メッシュの面積から4面体要素の目標要
素体積を決定する例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of determining a target element volume of a tetrahedral element from the area of a triangular mesh.

【図7】面で接する要素の目標要素体積から4面体要素
の目標要素体積を決定する例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of determining a target element volume of a tetrahedral element from a target element volume of an element in contact with a surface.

【図8】デローニ分割により生成された4面体要素の目
標要素体積決定の例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of determining a target element volume of a tetrahedral element generated by Delaunay division.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…入出力装置、101a…ディスプレイ、101
b…キーボード、101c…マウス。
101: input / output device, 101a: display, 101
b ... keyboard, 101c ... mouse.

フロントページの続き (72)発明者 滝沢 千恵 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Continued on the front page (72) Inventor Chie Takizawa 502 Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】解析対象の形状モデル及び解析メッシュの
目標要素寸法,目標要素体積を計算機に入力し、前記形
状モデルの表面を前記目標要素寸法に基づいて3角形メ
ッシュに分割し、前記形状モデル内部に粗い4面体メッ
シュを生成し、形状モデル内部に節点を配置し、粗い4
面体メッシュを細分割することによって解析メッシュを
生成する方法において、体積が前記目標要素体積より大
きい4面体要素のみを細分割することによって、前記形
状モデル内部に4面体メッシュを生成することを特徴と
する数値解析用メッシュ生成方法。
1. A shape model to be analyzed and a target element size and a target element volume of an analysis mesh are input to a computer, and the surface of the shape model is divided into a triangular mesh based on the target element size. A coarse tetrahedral mesh is generated inside, and nodes are arranged inside the shape model.
In a method of generating an analysis mesh by subdividing a tetrahedral mesh, a tetrahedral mesh is generated inside the shape model by subdividing only tetrahedral elements whose volume is larger than the target element volume. To generate meshes for numerical analysis.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7439971B2 (en) 2005-05-20 2008-10-21 Hitachi, Ltd. Mesh generation method for numerical simulation
CN112085820A (en) * 2019-06-12 2020-12-15 中国石油天然气集团有限公司 Horizontal well interactive editing method and device
KR20220099700A (en) * 2021-01-07 2022-07-14 인하대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Segmenting Density-based Tetrahedron Model for Level-Of-Detail Generation

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