JPH11167586A - 回転機器解析結果表示データ作成方法及び回転機器解析システム - Google Patents

回転機器解析結果表示データ作成方法及び回転機器解析システム

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JPH11167586A
JPH11167586A JP9331881A JP33188197A JPH11167586A JP H11167586 A JPH11167586 A JP H11167586A JP 9331881 A JP9331881 A JP 9331881A JP 33188197 A JP33188197 A JP 33188197A JP H11167586 A JPH11167586 A JP H11167586A
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JP
Japan
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analysis result
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rotating
result display
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Application number
JP9331881A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kubo
唯史 久保
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH11167586A publication Critical patent/JPH11167586A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/82Elements for improving aerodynamics

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解析領域が回転機器断面を等分割した扇形の
場合でも、実物と同じ回転機器断面形状に物理量分布を
表示し、さらに回転部位の回転移動に伴なった物理量分
布の変化をアニメーション表示できる様に、解析結果表
示装置へ入力する解析結果表示データの作成方法を提供
する。 【解決手段】 解析結果表示データ作成プログラム14
は、解析領域の複製を作成するステップ403と、解析
領域と複製または複製同士の境界上で節点をマージする
ステップ404と、現在のステップの全周メッシュ形状
データを作成するステップ407と、周期条件に応じて
現在のステップの全周の物理量データを作成するステッ
プ409によって、回転機器断面全周のメッシュ形状デ
ータと物理量データを各時間ステップ毎に出力する。こ
れにより実物と同じ断面形状上で、回転部位の回転移動
に伴なった物理量分布の変化をアニメーション表示で見
ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定部位と回転部
位に分かれた誘導電動機等の回転機器断面の有限要素法
解析結果から、解析結果表示装置へ入力する解析結果表
示データを作成する方法及び解析システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術では、固定部位と回転部位に
分かれた回転機器断面の物理量分布を表示する際、解析
領域が回転機器断面全周を等分割した扇形である場合、
解析結果をそのまま解析結果表示データに変換して、解
析結果表示装置へ入力していたため、表示装置には解析
領域のみが結果表示されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の説明のように、
従来技術による物理量分布の表示は解析領域のみで、実
際の回転機器断面形状を正しく表示出来なかった。この
ため固定部位と回転部位の位置がずれている時間ステッ
プの物理量分布を表示( 図5参照) する時や、解析結果
をアニメーション表示する時に、回転機器断面全周の物
理量分布を把握することが困難であった。
【0004】また、従来技術によって、単純な座標変換
のみで解析領域のメッシュ形状と物理量分布の複製を生
成し、解析領域の周りに配置することによって回転機器
の断面全周を表示するデータを作成した場合で、しかも
図5の線分a およびb 上の周期境界条件が逆位相(Aa=-A
b)で関連付けられている場合は、正しくは図6のように
なる物理量表示が図7のように複製された領域で物理量
の値が正負逆になり結果表示に不具合が生じていた。
【0005】さらに、従来技術による断面全周表示デー
タの作成方法では、各時間ステップ毎に解析領域のメッ
シュ形状データの複製を作成する手間が生じるため処理
に時間がかかる欠点があった。
【0006】さらに、従来技術による断面全周表示デー
タの作成方法では、解析領域と複製あるいは複製同士の
境界部で二重節点となるため、解析結果表示装置で等値
線で物理量分布を表示する際、境界部に等値線の不連続
が生じた( 図8参照)。
【0007】本発明の目的は、上記の問題点を取り除
き、実物と同じ回転機器断面形状に物理量分布を表示
し、さらに回転部位の回転移動に伴なった物理量分布の
変化の様子をアニメーション表示できる様に、解析結果
表示装置へ入力するための解析結果表示データ作成方法
及び回転機器解析システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、解析領域
のメッシュ形状を回転移動することによって複製して解
析領域の周りに配置すると共に、解析領域と複製あるい
は複製同士の境界上で節点をマージして回転機器断面の
全周メッシュ形状データを作成する工程と、前記全周メ
ッシュ形状データをもとに、回転部位のメッシュ形状を
構成する節点の回転移動量を各時間ステップ毎に算出
し、回転部位が回転移動した各時間ステップ毎の全周メ
ッシュ形状を作成する工程と、各時間ステップ毎に解析
領域の物理量分布を周期条件及び対称条件をもとに変換
して前記全周メッシュ形状に割り当て、回転機器断面全
周の物理量分布データを作成する工程を有することによ
って達成される。
【0009】上記の手段により、本発明による解析結果
表示データ作成方法では、解析領域と複製あるいは複製
同士の境界部で等値線が不連続になる現象が改善され、
解析領域のメッシュ形状を複製する処理および境界上の
節点をマージする処理は初期形状作成時の一度だけで済
むため、各時間ステップ毎の全周メッシュ形状データ作
成時間が短縮されると共に、周期境界条件が逆位相で関
連付けられている場合でも、実物と同じ回転機器断面形
状に物理量分布を表示することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
【0011】図1は本発明の一実施形態の解析システム
のデータの流れを示したフロー図である。図1では解析
領域が回転機器断面全周を2等分した扇形の場合を例
に、各データでのメッシュ形状を図示してある。
【0012】解析プログラム入力データ11は、有限要
素法解析プログラム12による計算に必要なメッシュ形
状データ、境界条件データ、物性値データなどを含み、
メッシュ形状の外形は、周期条件や対称条件を用いて回
転機器断面全周を等分割した扇形になっている(図は2
等分形)。
【0013】有限要素法解析プログラム12は、解析プ
ログラム入力データ11を読み込み、これをもとに、回
転機器の回転部位の回転移動を考慮した有限要素法解析
を行い、その結果を解析結果13に出力する。
【0014】解析結果13は各時間ステップ毎のメッシ
ュ形状データと、各節点または各要素毎の物理量データ
を持っており、このメッシュ形状は解析プログラム入力
データ同様、回転機器断面全周を等分割した扇形になっ
ている。
【0015】解析結果表示データ作成プログラム14
は、解析結果13を読み込み、本発明による方法で回転
機器断面全周のメッシュ形状データおよび物理量分布を
生成し、解析結果表示データ15を出力するプログラム
である。
【0016】解析結果表示データ15は、回転機器断面
全周のメッシュ形状データおよび各節点または各要素毎
の物理量データを各時間ステップ毎に記録してある。
【0017】解析結果表示装置16は、解析結果表示デ
ータ15を読み込み、回転機器断面全周の物理量分布を
等値線やベクトル図等を用いてCRT 上に表示する機能
や、物理量分布の変化の様子を各時間ステップ毎にアニ
メーションで表示する機能を有する。
【0018】次に図1と図2を用いて解析結果表示デー
タ作成プログラム14の処理手順について説明する。図
2は解析結果表示データ作成プログラム14の処理手順
を示したフロー図である。本実施例では、図3に示すよ
うに解析領域が回転機器断面を4等分した扇形であるモ
デルについて説明する。
【0019】まずはじめにステップ402で、解析プロ
グラム入力データ11から解析領域のメッシュ形状デー
タを読み込む。メッシュ形状データは、各節点の番号と
座標値、および各要素の要素番号とその要素を構成する
節点番号列からなる。
【0020】次にステップ403で、解析領域の各節点
を回転軸を中心に解析領域の中心角( 90°) ずつ回転
移動し、3つの複製を作成することによって回転機器断
面全周のメッシュ形状データを作成する(図3参照)。
【0021】次にステップ404で、解析領域と複製あ
るいは複製同士の境界上で二重節点をマージして、解析
結果表示用の全周メッシュ形状データを作成する。マー
ジの詳細を図4を用いて説明する。図4は境界上の2つ
の要素を取り出して、節点番号と要素番号、要素を構成
する節点列を示してある。まず、解析領域のメッシュ形
状について全ての節点間距離を求め、その最小値をLmi
n とする。次にステップ403で作成されたメッシュ形
状についてすべての節点間距離を求め、節点間距離がお
およその目安としてLmin /2よりも小さい二つの節点
を二重節点(節点4,5および節点3,6)とし、節点
番号の大きい方を削除する。このとき、削除された節点
を含む要素 1. 2について、要素を構成する節点番号列
中の削除された節点番号5および6をそれぞれ小さい方
の節点番号4および3に置き換える。
【0022】以下、ステップ405からステップ412
は、k番目の時間ステップについて説明する。
【0023】ステップ406では、ステップ404で作
成した全周メッシュ形状の回転部位を基準( 回転角ゼ
ロ) として、時間ステップkにおける回転部位の回転角
θを、解析結果13の情報から算出する。
【0024】次にステップ407で、ステップ404で
作成した全周メッシュ形状の回転部位の節点を、前ステ
ップ406で算出した回転角θだけ回転移動したメッシ
ュ形状を時間ステップkの全周メッシュ形状データとし
て解析結果表示データ15に出力する。ステップ40
6、407から明らかなように、各時間ステップ毎の全
周メッシュ形状データは、ステップ404で作成した全
周メッシュ形状データをもとに回転角の情報のみで作成
しているため、各時間ステップ毎に解析結果13からメ
ッシュ形状データを読み込み、複製を作成し、二重節点
をマージする処理を省くことが出来るため処理時間が短
縮される。
【0025】次にステップ408で、解析結果13から
時間ステップkの解析領域における各節点あるいは各要
素毎の物理量データを読み込み、ステップ409ではス
テップ404で作成した全周メッシュ形状データの複製
領域に、各節点あるいは各要素毎の物理量データを割り
当て、全周の物理量データを作成する。ここで、周期境
界条件が逆位相で関連付けられている場合には、図4の
複製1、複製3の領域の物理量は符号を入れかえて割り
当てる。
【0026】次にステップ410で、現在のステップの
全周の物理量データを解析結果表示データ15に出力す
る。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、解析領域
が回転機器断面全周を等分割した扇形である場合でも、
解析領域と複製あるいは複製同士の境界部で等値線が不
連続になる現象を改善し、各時間ステップ毎の全周メッ
シュ形状データ作成時間を短縮し、周期境界条件が逆位
相で関連付けられている場合の不具合を改善し、実物と
同じ断面形状上で、回転部位の回転移動に伴なった物理
量分布の変化をアニメーション表示で見ることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の解析システムのデータフ
ロー図。
【図2】図1における解析結果表示データ作成プログラ
ムの処理手順を示したフロー図。
【図3】回転機器断面を4等分した解析モデル図。
【図4】二重節点のマージ説明図。
【図5】従来技術による解析結果表示例図。
【図6】正しい物理量表示図。
【図7】不具合が生じた物理量表示図。
【図8】等値線に不連続が生じた例示図。
【符号の説明】
11… 解析プログラム入力データ、12…有限要素法
解析プログラム、13…解析結果、14…解析結果表示
データ生成プログラム、15…解析結果表示データ、1
6…解析結果表示装置。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定部位と回転部位に分かれた回転機器
    の回転軸に垂直な断面形状を周期条件や対称条件によっ
    て等分割した扇形を解析領域とし、回転部位の回転移動
    を考慮した有限要素法解析により求められた各時間ステ
    ップ毎の解析結果から、前記断面形状の物理量分布を各
    時間ステップ毎にアニメーション表示するための、アニ
    メーション表示機能を有する解析結果表示装置へ入力す
    る解析結果表示データを作成する方法において、 前記解析領域のメッシュ形状を回転移動することによっ
    て複製して解析領域の周りに配置すると共に、解析領域
    と複製あるいは複製同士の境界上で節点をマージして回
    転機器断面の全周メッシュ形状データを作成する工程
    と、 前記全周メッシュ形状データをもとに、回転部位のメッ
    シュ形状を構成する節点の回転移動量を各時間ステップ
    毎に算出して回転部位が回転移動した各時間ステップ毎
    の全周メッシュ形状データを作成する工程を有すること
    を特徴とする回転機器解析結果表示データ作成方法。
  2. 【請求項2】 固定部位と回転部位に分かれた回転機器
    の回転軸に垂直な断面形状を周期条件や対称条件によっ
    て等分割した扇形を解析領域とし、回転部位の回転移動
    を考慮した有限要素法解析により求められた各時間ステ
    ップ毎の解析結果から、前記断面形状の物理量分布を各
    時間ステップ毎にアニメーション表示するための、アニ
    メーション表示機能を有する解析結果表示装置へ入力す
    る解析結果表示データを作成する方法において、 前記解析領域のメッシュ形状を回転移動することによっ
    て複製して解析領域の周りに配置すると共に、解析領域
    と複製あるいは複製同士の境界上で節点をマージして回
    転機器断面の全周メッシュ形状データを作成する工程
    と、 前記全周メッシュ形状データをもとに、回転部位のメッ
    シュ形状を構成する節点の回転移動量を各時間ステップ
    毎に算出して回転部位が回転移動した各時間ステップ毎
    の全周メッシュ形状データを作成する工程と、 前記回転部位が回転移動した各時間ステップ毎に、解析
    領域の物理量分布を周期条件及び対称条件をもとに変換
    して前記全周メッシュ形状に割り当て回転機断面全周の
    物理量分布データを作成する工程を有することを特徴と
    する回転機器解析結果表示データ作成方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の回転機器解析結果表示デ
    ータ作成方法において、前記物理量分布データを作成す
    る工程で、周期境界条件が逆位相で関連付けられている
    場合は、複製領域の物理量は周期条件によって符号を入
    れかえて割り当てることを特徴とする回転機器解析結果
    表示データ作成方法。
  4. 【請求項4】 固定部位と回転部位に分かれた回転機器
    の回転軸に垂直な断面形状を周期条件や対称条件によっ
    て均等割した扇形を解析領域とし、解析プログラム入力
    データをもとに回転機器の回転部位の回転移動を考慮し
    た有限要素法解析を行ない、その解析結果を出力する有
    限要素法解析プログラムと、前記解析結果を読み込み前
    記断面形状の物理量分布を各時間ステップ毎にアニメー
    ション表示するための解析結果表示データを作成する解
    析結果表示データ作成プログラムと、前記解析結果表示
    データを読み込み各時間ステップ毎にアニメーションで
    表示する解析結果表示装置とを備えた回転機器解析シス
    テムにおいて、 前記解析結果表示データ作成プログラムとして、前記解
    析領域のメッシュ形状を回転移動することによって複製
    して解析領域の周りに配置すると共に、解析領域と複製
    あるいは複製同士の境界上で節点をマージして回転機器
    断面の全周メッシュ形状データを作成し、前記全周メッ
    シュ形状データをもとに、回転部位のメッシュ形状を構
    成する節点の回転移動量を各時間ステップ毎に算出して
    回転部位が回転移動した各時間ステップ毎の全周メッシ
    ュ形状データを作成する解析結果表示データ作成プログ
    ラムを備えたことを特徴とする回転機器解析システム。
  5. 【請求項5】 固定部位と回転部位に分かれた回転機器
    の回転軸に垂直な断面形状を周期条件や対称条件によっ
    て均等割した扇形を解析領域とし、解析プログラム入力
    データをもとに回転機器の回転部位の回転移動を考慮し
    た有限要素法解析を行ない、その解析結果を出力する有
    限要素法解析プログラムと、前記解析結果を読み込み前
    記断面形状の物理量分布を各時間ステップ毎にアニメー
    ション表示するための解析結果表示データを作成する解
    析結果表示データ作成プログラムと、前記解析結果表示
    データを読み込み各時間ステップ毎にアニメーションで
    表示する解析結果表示装置とを備えた回転機器解析シス
    テムにおいて、 前記解析結果表示データ作成プログラムとして、前記解
    析領域のメッシュ形状を回転移動することによって複製
    して解析領域の周りに配置すると共に、解析領域と複製
    あるいは複製同士の境界上で節点をマージして回転機器
    断面の全周メッシュ形状データを作成し、前記全周メッ
    シュ形状データをもとに、回転部位のメッシュ形状を構
    成する節点の回転移動量を各時間ステップ毎に算出して
    回転部位が回転移動した各時間ステップ毎の全周メッシ
    ュ形状データを作成し、かつ、前記回転部位が回転移動
    した各時間ステップ毎に、解析領域の物理量分布を周期
    条件及び対称条件をもとに変換して前記全周メッシュ形
    状に割り当て回転機断面全周の物理量分布データを作成
    する解析結果表示データ作成プログラムを備えたことを
    特徴とする回転機器解析システム。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の回転機器解析システムに
    おいて、前記解析結果表示データ作成プログラムは、物
    理量分布データの作成において周期境界条件が逆位相で
    関連付けられている場合は、複製領域の物理量は周期条
    件によって符号を入れかえて割り当てる構成としたこと
    を特徴とする回転機器解析システム。
JP9331881A 1997-12-02 1997-12-02 回転機器解析結果表示データ作成方法及び回転機器解析システム Pending JPH11167586A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9331881A JPH11167586A (ja) 1997-12-02 1997-12-02 回転機器解析結果表示データ作成方法及び回転機器解析システム

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JPH11167586A true JPH11167586A (ja) 1999-06-22

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ID=18248674

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JP9331881A Pending JPH11167586A (ja) 1997-12-02 1997-12-02 回転機器解析結果表示データ作成方法及び回転機器解析システム

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JP (1) JPH11167586A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006172207A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Canon Inc 粒子挙動解析結果表示装置及び粒子挙動解析結果表示方法
JP2007079756A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Fuji Xerox Co Ltd 情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP2007293379A (ja) * 2006-03-31 2007-11-08 Japan Research Institute Ltd メッシュ生成装置、メッシュ生成方法、及びコンピュータプログラム
JP2008015674A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Japan Research Institute Ltd 電磁界解析方法および電磁界解析用プログラム

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