KR101003456B1 - Post-processing method and computer-readable storage medium - Google Patents

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KR101003456B1
KR101003456B1 KR1020100050615A KR20100050615A KR101003456B1 KR 101003456 B1 KR101003456 B1 KR 101003456B1 KR 1020100050615 A KR1020100050615 A KR 1020100050615A KR 20100050615 A KR20100050615 A KR 20100050615A KR 101003456 B1 KR101003456 B1 KR 101003456B1
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cell
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KR1020100050615A
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임채호
남정호
김기태
김정태
신하용
박세연
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한국생산기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for post-processing a floating analysis result and a computer readable storage media are provided to express the floating analysis result by reducing the computational complexity. CONSTITUTION: A structure is latticed to a plurality of 3D(Dimensional) lattice cells(S210). An intersection point or an intersection line is acquired by intersecting 3D orthogonal planes(S220). A lattice cell crossing with the surface of the structure is extracted(S230). A patch boundary on the edge of each boundary cell reflects each lattice cell(S240). The outside of the structure uses the patch boundary(S250).

Description

구조체 내부의 유동 해석 결과를 후처리하는 방법 및 컴퓨터로 판독가능한 저장매체{Post-processing method and computer-readable storage medium}Post-processing method and computer-readable storage medium

본 발명은 후처리 방법 및 컴퓨터로 판독가능한 저장매체에 관한 것으로, 유동 해석결과를 사실감있게 표현함과 동시에 계산량을 줄여 빠른 처리가 가능한 후처리 방법 및 컴퓨터로 판독가능한 저장매체에 관한 것이다.The present invention relates to a post-processing method and a computer-readable storage medium, and to a post-processing method and a computer-readable storage medium which can express the flow analysis results in a realistic manner and at the same time reduce the amount of calculations.

유동 해석을 위해 일반적으로, 구조체를 STL(Stereolithography Tessellation Language) 파일로 나타내고, STL 파일로 나타내어진 구조체에 대해 전처리(pre-process)를 수행한다. 전처리는 예컨대 격자 생성(mesh generation) 과정을 의미한다. 전처리 후에는, 전처리된 정보를 이용하여 유동 해석을 위한 방정식을 계산하게 된다. 예컨대 전처리 후에, 솔버(solver)가 유동 수치해석을 위해 복잡한 다수의 편미분 방정식을 계산하게 된다. 계산된 정보를 토대로 결과물을 나타내는 후처리(post-process) 과정을 거치게 된다.For flow analysis, the structures are generally represented as Stereolithography Tessellation Language (STL) files, and pre-processing is performed on the structures represented as STL files. Pretreatment means, for example, a mesh generation process. After the preprocessing, the equations for flow analysis are calculated using the preprocessed information. For example, after preprocessing, the solver calculates a number of complex partial differential equations for flow numerical analysis. Based on the calculated information, the result is a post-process.

여기서 격자 생성을 위해 유한차분법(Finite Difference Method, 이하 FDM이라 함), 유한요소법(Finite Element Method, 이하 FEM이라 함), 유한체적법(Finite Volume Method, 이하 FVM이라 함) 등이 이용될 수 있다.The finite difference method (FDM), the finite element method (FEM), and the finite volume method (FVM) may be used to generate the lattice. have.

FDM을 이용하는 경우에는, 육면체 셀을 이용하여 구조체를 격자화하며, 비교적 빠른 시간에 자동 격자화가 가능하다. 예컨대 도 1a에 도시된 구조체를 FDM 방식으로 격자화하면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 경계 영역의 경계면이 계단모양으로 격자화된다. 즉, 구조체의 경계 영역, 특히 경계면을 세밀하게 격자화할 수 없기 때문에, 수렴성 저하, 과도한 압력의 손실, 유동방향의 예측 오류 등의 문제가 발생할 수 있다. FEM 또는 FVM을 이용하는 경우에는 FDM의 해석 오류를 줄일 수는 있으나, 자동 격자화가 불가능하거나 시간이 오래 걸린다. In the case of using FDM, the structure is latticed using a hexahedron cell, and automatic lattice is possible at a relatively fast time. For example, when the structure shown in Fig. 1A is latticeed by the FDM method, as shown in Fig. 1B, the boundary surface of the boundary region is lattice-shaped. That is, since the boundary region of the structure, in particular, the boundary surface cannot be finely gridded, problems such as a decrease in convergence, loss of excessive pressure, and prediction error in the flow direction may occur. Using FEM or FVM can reduce the error of interpretation of FDM, but automatic lattice is impossible or time-consuming.

또한, 후처리 과정에서 FDM 방식에 의해 유동 해석을 하여, 그 결과를 표시하는 경우, 계단 모양이 표시되므로, 정확도 및 사실감이 줄어든다. 즉, 계단모양으로 결과가 도출된다. 이러한 경우, 정확도 및 사실감이 떨어지며, 오차도 커진다. In addition, when the flow analysis is performed by the FDM method during the post-processing, and the result is displayed, the step shape is displayed, thereby reducing the accuracy and the realism. In other words, the result is derived in the shape of a staircase. In this case, accuracy and realism are poor, and errors are large.

발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유동 해석결과를 사실감있게 표현함과 동시에 계산량을 줄여 빠른 처리가 가능한 후처리 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a post-treatment method that can express the flow analysis results in a realistic manner and at the same time reduce the amount of calculations so as to solve the above problems.

발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유동 해석결과를 사실감있게 표현함과 동시에 계산량을 줄여 빠른 처리가 가능한 후방법 방법을 실행하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 판독가능한 저장매체를 제공하는 데 다른 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a computer-readable storage medium for storing a program for executing a post-method method which can express the flow analysis results in a realistic manner and at the same time reduce the amount of calculations for fast processing. There is this.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 후처리 방법은, 복수의 격자셀들로 격자화된 구조체 내부의 유동 해석 결과를 후처리하는 방법으로서, 상기 격자셀들 중 상기 구조체에 대한 삼각형망(triangular mesh)과 교차하는 바운더리셀들과, 상기 삼각형망이 상기 바운더리셀과 교차되는 면인 바디면들에 관한 정보를 입력받는 단계와, 상기 각 격자셀에 채워진 유체의 양을 계산하는 단계 및 상기 구조체 내부에서 상기 유체가 채워진 부분과 채워지지 않은 부분을 구분하는 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서, 상기 계산된 격자셀의 유체의 양을 이용하여 동일한 기준 유량치(iso-value)를 갖는 등표면(iso surface)을 산출하고, 상기 바운더리셀의 바디면 외부로 벗어난 상기 등표면의 일부를 잘라내어, 상기 유체가 채워진 것을 나타내는 단계를 포함한다.A post-processing method according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a method for post-processing a flow analysis result inside a structure gridized into a plurality of grid cells, a triangle of the structure of the grid cells Receiving information about boundary cells intersecting a triangular mesh, and body surfaces that are planes in which the triangular network intersects the boundary cell, calculating an amount of fluid filled in each of the grid cells; For a grid cell that intersects the fluid surface that separates the filled and unfilled portion from within the structure, the grid cell has the same reference value using the calculated amount of fluid in the grid cell. Calculating an iso surface, cutting out a portion of the isosurface outside the body surface of the boundary cell and indicating that the fluid is filled. It is.

상기 유체표면과 교차하지 않는 격자셀들 중, 상기 유체가 채워진 격자셀들에 대해서, 상기 바운더리셀 및 상기 바디면 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 유채가 채워진 것을 나타내는 단계를 더 포함할 수 있다.Among the grid cells that do not intersect the fluid surface, the grid cells filled with the fluid may further include indicating that the rapeseed is filled using at least one of the boundary cell and the body surface. .

한편, 상기 나타내는 단계는 상기 계산하는 단계로부터 획득한 상기 중심점에 대한 유체의 양을 이용하여 상기 각 격자셀의 격자점에 대한 유체의 양을 계산하는 단계와, 상기 중심점에 대한 유체의 양 및 상기 격자점에 대한 유체의 양을 이용하여 상기 기준 유량치의 위치를 추출하고, 추출된 위치를 연결하여 상기 등표면을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step of calculating the amount of fluid for the grid point of each grid cell using the amount of the fluid for the center point obtained from the calculating step, the amount of fluid for the center point and the And extracting the position of the reference flow value using the amount of fluid with respect to a grid point, and connecting the extracted positions to calculate the equisurface.

또한 상기 격자점에 대한 유체의 양을 계산하는 단계와, 상기 등표면을 산출하는 단계는 상기 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서만 수행하는 것일 수 있다.The calculating of the amount of fluid with respect to the lattice point and the calculating of the isosurface may be performed only for the lattice cells that intersect the fluid surface.

또한 상기 나타내는 단계는 상기 등표면의 일부가 잘려지고 남은 상기 바운더리셀 내부의 등표면과 상기 바디면을 경계로 하여, 상기 유체표면과 교차하는 격자셀 내부를 색변화를 통해 상기 유체가 채워진 것으로 나타내는 단계를 포함한다. In addition, the step of indicating that the portion of the back surface is cut off and the remaining surface inside the boundary cell and the body surface, the interior of the grid cell intersects with the fluid surface indicates that the fluid is filled through the color change Steps.

본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체는 전술한 격자 생성 방법을 실행하는 프로그램을 저장한다.A computer readable storage medium according to another aspect of the present invention stores a program for executing the grid generating method described above.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명에 따르면, 유동 해석결과를 사실감있게 표현함과 동시에 계산량을 줄여 빠른 처리가 가능하다.According to the present invention, it is possible to express the flow analysis results in a realistic manner and at the same time reduce the amount of calculation and to speed up processing.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 격자화 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 내지 도 10은 전처리 방법을 설명하는 순서도 및 개념도들이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법을 설명하기 위한개념도들이다.
1A and 1B are exemplary views for explaining a lattice method according to the prior art.
2 to 10 are flowcharts and conceptual diagrams illustrating a preprocessing method.
11 to 15 are conceptual views for explaining a post-processing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법에 대해 설명하나, 본 발명은 이하에서 설명되는 순서에 한정되는 것은 아니며, 단지 예시에 불과하다.Hereinafter, a post-processing method according to an embodiment of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the order described below, but is only an example.

본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법을 설명하기 앞서, 후처리를 위해 전처리되는 과정을 먼저 설명한다.Before describing the post-treatment method according to an embodiment of the present invention, a process to be pre-processed for post-processing will be described first.

도 2 내지 도 10을 참조하여 전처리 방법에 대해 설명한다. 도 2는 전처리 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3 내지 도 10는 전처리 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.A pretreatment method will be described with reference to FIGS. 2 to 10. 2 is a flowchart illustrating a preprocessing method, and FIGS. 3 to 10 are conceptual diagrams for describing the preprocessing method.

도 2를 참조하면, 먼저 구조체를 다수의 3차원 격자셀로 격자화한다(S210). 여기서 3차원의 격자셀은 정육면체일 수 있다. Referring to FIG. 2, first, the structure is latticed into a plurality of three-dimensional lattice cells (S210). Here, the three-dimensional lattice cell may be a cube.

도 3에 도시된 바와 같이 x, y, z 축 방향(3차원)으로 복수의 직교 격자선에 구조체를 겹쳐 놓으면, 구조체는 도 4에 2차원적으로 나타낸 바와 같이, 각 격자선들이 이루는 최소 단위의 3차원 격자셀로 격자화된다. 여기서 격자셀의 사이즈, 체적은 조절가능하다.As shown in FIG. 3, when the structures are superimposed on a plurality of orthogonal grid lines in the x, y, and z axis directions (three-dimensional), the structure is a minimum unit formed by the grid lines as shown in FIG. The grid is gridized into three-dimensional grid cells. Here, the size and volume of the grating cell are adjustable.

한편, 구조체는 STL(Stereolithography Tessellation Language)로 나타내어지는데, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 구조체의 표면을 복수의 삼각형으로 구분함으로써, 삼각형망(triangular mesh)으로 나타내어질 수 있다.On the other hand, the structure is represented by Streolithography Tessellation Language (STL), for example, as shown in Figure 5, by dividing the surface of the structure into a plurality of triangles, it can be represented by a triangular mesh (triangular mesh).

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 3차원으로 복수의 직교 평면들(x축 방향 평면, y축 방향 평면, z축 방향 평면)을 생성하여, 3차원 직교 평면들과 구조체의 삼각형망이 교차하여 생성되는 교점 또는 교선(이하 단면 커브(section curve)라 함)을 획득한다(S220). 여기서 3차원의 직교 평면들은, x, y, z 축 방향(3차원)으로 직교하는 평면들로서, 도 3에 도시된 정육면체인 격자셀들의 각 면이 연장되어 형성된 평면일 수 있다. 6, a plurality of orthogonal planes (x-axis plane, y-axis plane, z-axis plane) are generated in three dimensions so that the three-dimensional orthogonal planes cross the triangle network of the structure. Intersections or intersection lines (hereinafter referred to as section curves) generated by obtaining a signal are obtained (S220). Here, the three-dimensional orthogonal planes are planes orthogonal to the x, y, and z-axis directions (three-dimensional), and may be planes formed by extending each surface of the lattice cells, which are cubes illustrated in FIG. 3.

즉, 복수의 3차원 직교 평면들이 복수의 격자셀의 각 면을 연장한 것인 경우, 각 3차원 직교 평면 상의 단면 커브는, 복수의 격자셀의 면들과 삼각형망과의 교점또는 교선이 될 수 있다. 그리고, 각 단면 커브들에 의해, 도 7에 도시된 바와 같이, 닫힌 2차원의 다각형(2D polygon)이 얻어진다. 구조체의 구조에 따라서, 한 단면당 2개 이상의 분리된 2차원 다각형이 얻어질 수도 있으며, 모든 2차원의 다각형들은 반시계 방향을 따라 2차원 다각형의 에지(edge)들을 저장해 둔다.That is, when the plurality of three-dimensional orthogonal planes extend each surface of the plurality of lattice cells, the cross-sectional curve on each three-dimensional orthogonal plane may be the intersection or intersection of the planes of the plurality of lattice cells and the triangular network. have. And, with each cross-sectional curve, as shown in Fig. 7, a closed two-dimensional polygon (2D polygon) is obtained. Depending on the structure of the structure, two or more separate two-dimensional polygons may be obtained per section, and all two-dimensional polygons store edges of the two-dimensional polygon along the counterclockwise direction.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 격자셀들 중에서, 구조체의 표면(구조체의 내부와 외부를 구분하는 경계면)과 이 교차하는 격자셀(이하에서 바운더리셀(boundary cell)이라 함)을 추출한다(S230). 예컨대 다수의 격자셀 중, 단면 커브들이 지나가는 격자셀을 바운더리셀로 분류한다. As shown in FIG. 7, the surface of the structure (the boundary that separates the inside and the outside of the structure) and the intersecting lattice cell (hereinafter referred to as the boundary cell) are extracted from the plurality of lattice cells. (S230). For example, among a plurality of grid cells, grid cells through which cross-sectional curves pass are classified as boundary cells.

구체적으로 설명하면, 단면 커브들로부터 각 격자셀들의 타입을 다음과 같이 분류할 수 있다. Specifically, the types of the grid cells from the cross-sectional curves may be classified as follows.

1. 바운더리셀(boundary cell): 구조체 경계면과 교차하는 격자셀1. boundary cell: lattice cell that intersects the boundary of the structure

2. 인사이드-셀(inside-cell): 유동장에 해당되는 구조체 내부에 존재하는 격자셀2. Inside-cell: Lattice cell existing inside the structure corresponding to the flow field

3. 아웃사이드-셀(outside-cell): 구조체 외부에 존재하는 셀3. Outside-cell: A cell outside the structure

이와 같이, 바운더리셀 을 분류하고 나면, 인사이드-셀과 아웃사이드-셀의 분류는 플러드-필(flood-fill) 알고리즘을 사용하여 쉽게 이루어질 수 있다.As such, after classifying the boundary cells, the classification of the inside-cell and the outside-cell can be easily performed using a flood-fill algorithm.

한편, 바운더리셀을 분류하는 것은, 전술한 단면 커브들을 이용하여 브래슨햄(Bresenham)의 2차원 스캔 컨버팅 라인(2D scan-converting line) 알고리즘으로부터 수행될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, x, y, z 축 방향의 3차원 직교 평면들과 삼각형 망과의 교선으로부터 생성된 단면 커브들을 따라가며 브래슨햄의 2차원 스캔 컨버팅 라인(2D scan-converting line) 알고리즘을 수행함으로써, 각 단면 커브들이 방문하는 격자셀을 바운더리셀로 분류할 수 있다. On the other hand, classifying the boundary cells may be performed from the 2D scan-converting line algorithm of Bresenham using the aforementioned cross-sectional curves. As shown in FIG. 6, Brasonham's 2D scan-converting line follows cross-sectional curves generated from the intersection of three-dimensional orthogonal planes in the x, y and z axis directions with a triangular network. By performing the algorithm, the grid cells visited by the cross-sectional curves may be classified as boundary cells.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, x, y, z 축 방향의 3차원 직교 평면 상의 단면 커브들을 각 격자셀에 반영하여, 구조체의 경계면과 각 바운더리셀이 교차하여 생성되는, 각 바운더리셀의 각 면 상의 패치 바운더리(patch boundary)를 생성한다(S240). And, as shown in Figure 8, by reflecting the cross-sectional curves on the three-dimensional orthogonal plane in the x, y, z axis direction to each lattice cell, the boundary surface of the structure and each boundary cell is generated by the intersection of each boundary cell A patch boundary on each side is generated (S240).

즉, 3차원 직교 평면 상의 단면 커브들을 이용하여, 각 격자셀 별로, 격자셀의 각 면을 지나는 단면 커브의 일부분들을 추출 및 조합한다. x, y, z 축 방향의 3차원 직교 평면의 단면 커브들의 일부분들이 각 격자셀 별로 조합되거나 또는 맞추어져(반영되어) 하나의 격자셀 6개의 면(face) 상에 바운더리가 생성되는 것이므로, 하나의 격자셀 6개의 면에 생성된 바운더리를 패치 바운더리(patch boundary)라 한다. That is, by using cross-sectional curves on the three-dimensional orthogonal plane, for each grid cell, portions of the cross-sectional curve passing through each side of the grid cell are extracted and combined. Since portions of the cross-sectional curves of the three-dimensional orthogonal planes in the x, y, and z axis directions are combined or fitted (reflected) for each lattice cell, a boundary is generated on one lattice cell six faces. The boundary created on the six faces of the grid cells of is called a patch boundary.

그리고 패치 바운더리를 이용하여 각 바운더리셀에서 구조체의 외부를 잘라낸다(S250).Then, the outside of the structure is cut at each boundary cell using the patch boundary (S250).

구체적으로, 패치 바운더리를 이용하여, 패치 바운더리와 바운더리셀의 모서리로 이루어진 셀면과, 바운더리셀의 내부에서 패치 바운더리들로 이루어진 바디면을 구성한다. Specifically, by using a patch boundary, the cell surface consisting of the edge of the patch boundary and the boundary cell, and the body surface consisting of the patch boundary inside the boundary cell.

구체적으로 셀면은 패치 바운더리를 이용하여 격자셀의 각 면에서 일부 면을 잘라냄(2차원 클리핑(clipping))으로써 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 (a), (b), (c), (d)와 같이 패치 바운더리의 유형에 따라 2차원 클리핑을 수행하여 셀면을 구성할 수 있다. 한편, 인접한 격자셀과 각 면을 공유하므로, 2차원 클리핑 과정의 중복을 방지하기 위해 각 격자셀 마다 3개의 면에 대해서 웨일러-아델톤 알고리즘(Weiler-Atherton Algorithm)을 이용하여 2차원 클리핑을 수행할 수 있다.Specifically, the cell surface may be configured by cutting out some surfaces (two-dimensional clipping) from each surface of the grid cell using a patch boundary. As shown in (a), (b), (c) and (d) illustrated in FIG. 9, the cell surface may be configured by performing two-dimensional clipping according to the type of the patch boundary. On the other hand, since each plane is shared with adjacent grid cells, two-dimensional clipping is performed using a Weiler-Atherton Algorithm on three planes of each grid cell to prevent duplication of the two-dimensional clipping process. Can be done.

바디면은 패치 바운더리를 이용하여 바운더리셀의 일부 체(體)를 3차원적으로 잘라냄(3차원 클리핑)으로써 구성될 수 있다. 이러한 과정을 통해 구조체의 표면의 일부가 바디면으로 구성되는 것이다. The body surface may be constructed by three-dimensionally cutting (three-dimensional clipping) a portion of the boundary cell using a patch boundary. Through this process, part of the surface of the structure is composed of the body surface.

한편, 도 9에서 (d)의 경우는 패치 바운더리가 바운더리셀의 일면 상에서 폐곡선을 이루는 경우로서, 도 10과 같이, 구조체의 일 부분이 격자셀을 지나가지 않고, 예컨대 모서리가 내부에 존재하는 경우이다. 이러한 경우에는 패치 바운더리만을 이용하여 3차원 클리핑을 할 수 없다. 이러한 경우에는, 격자셀 내부에 있는 구조체 일부의 삼각형망 정보(모서리 및 꼭지점 정보 등)를 이용하여 3차원 클리핑을 할 수 있다. 즉, 바운더리셀의 일면에서 구조체의 외부에 해당하는 폐곡선의 패치 바운더리의 외부를 잘라내고, 구조체의 삼각형망을 바로 바디면으로 할 수 있다. 바운더리셀은 구조체의 표면(구조체에 대한 삼각형망)을 따라 일부가 잘려지므로, 컷셀(cut cell)이라 할 수 있다.In the case of (d) of FIG. 9, the patch boundary forms a closed curve on one surface of the boundary cell. As shown in FIG. 10, when a part of the structure does not pass through the lattice cell, for example, an edge exists inside. to be. In this case, three-dimensional clipping cannot be performed using only the patch boundary. In such a case, three-dimensional clipping may be performed using triangular network information (edge and vertex information, etc.) of a part of the structure inside the grid cell. That is, the outer surface of the patch boundary of the closed curve corresponding to the outside of the structure is cut out from one surface of the boundary cell, and the triangular network of the structure may be the body surface. Boundary cells can be referred to as cut cells because part of the boundary cells are cut along the surface of the structure (the triangular net for the structure).

이러한 과정을 통해 바운더리셀에서 구조체의 외부가 잘려지고, 남은 부분에대한 면적 및 부피를 계산하여, 계산된 데이터들을 유동 수치해석을 위한 솔버로 제공한다. 그리고 솔버에서 계산된 데이터들이 후처리기로 제공되어, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법에 따라 후처리된다. This process cuts the outside of the structure in the boundary cell, calculates the area and volume of the remainder, and provides the calculated data to the solver for flow numerical analysis. And the data calculated by the solver is provided to the post-processor, and is post-processed according to the post-processing method according to an embodiment of the present invention described below.

도 11 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법을 설명한다. 도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.A post-processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 15. 11 to 15 are conceptual views illustrating a post-processing method according to an embodiment of the present invention.

먼저 구조체의 각 격자셀 내의 유량을 계산한다. 예컨대 각 격자셀의 중심점(즉, 입체적으로는 육면체 셀의 중심)에서 유량을 계산한다. 여기서 유량은 유체의 셀 부피점유율을 의미할 수 있다. 격자셀에 유체가 충진된 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 해석 결과물이 계단 모양으로 나타내어 진다. First, the flow rate in each lattice cell of the structure is calculated. For example, the flow rate is calculated at the center point of each lattice cell (ie, the center of the cube cell in three dimensions). The flow rate may refer to the cell volume occupancy of the fluid. When the lattice cell is filled with fluid, as shown in FIG. 11, the analysis result is represented in a staircase shape.

그리고 격자셀 중 유체의 표면과 교차하지 않는 격자셀에 대해서는, 전술한 전처리 과정에서 획득된 구조체의 바운더리셀에 관한 정보를 이용하여, 유체가 채워졌음을 나타낸다. For the lattice cells that do not intersect the surface of the fluid in the lattice cells, the fluid is filled using the information on the boundary cells of the structure obtained in the above-described pretreatment.

구체적으로, 도 11에서 유체표면과 교차하지 않는 구조체 내부의 격자셀(LC)에 대해서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 격자셀의 색을 변화시켜 격자셀 내에 유체가 가득 채워졌음을 나타낸다. 그리고, 바운더리 셀(BC)에 대해서는, 바디면, 셀면 및/또는 바운더리 셀 내부의 색을 변화시켜 바운더리셀중 구조체 내부에 유체가 채워졌음을 나타낸다. 따라서 유체가 구조체의 모양대로 채워졌음을 사실감있게 나타낼 수 있다.Specifically, for the lattice cell LC inside the structure that does not intersect the fluid surface in FIG. 11, as shown in FIG. 12, the color of the lattice cell is changed to indicate that the fluid is filled in the lattice cell. For the boundary cell BC, the color of the body surface, the cell surface, and / or the boundary cell is changed to indicate that the fluid is filled in the structure of the boundary cell. Thus, it can be realistically indicated that the fluid is filled in the shape of the structure.

한편, 도 11에서 유체의 표면과 교차하는 격자셀들에 대해서는, 동일한 기준 유량치(Iso-value)의 유량을 갖는 등표면(Iso surface)을 산출하고, 산출된 등표면과 바운더리셀에 관한 정보를 이용하여 유체가 채워졌음을 나타낸다.On the other hand, for the grating cells that intersect the surface of the fluid in Figure 11, Iso surface having the same flow rate of the same reference value (Iso-value) is calculated, information about the calculated isosurface and the boundary cell To indicate that the fluid is filled.

구체적으로 도 11의 S부분을 확대한 도 13을 참조하여 설명하면, 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서 등표면을 산출한다. 예컨대 제1 격자셀의 중심점 C1에서 유량은 0.3이고, 제2 격자셀의 중심점 C2에서 유량은 0.0이고, 제3 격자셀의 중심점 C3에서 유량은 0.0이고, 제4 격자셀의 중심점 C4에서 유량은 0.95이고, 제5 격자셀의 중심점 C5에서 유량은 0.6이고, 제6 격자셀의 중심점 C6에서 유량은 0.0이고, 제7 격자셀의 중심점 C7에서 유량은 1.0이고, 제8 격자셀의 중심점 C8에서 유량은 0.3이고, 제9 격자셀의 중심점 C9에서 유량은 0.0이다. 그리고, 각 격자셀의 중심점 C1~C9의 유량 정보를 이용하여 각 격자셀의 격자점의 유량을 계산한다. 예컨대 격자점 A2의 유량은 각 셀의 중심점 C1, C2, C4, C5의 유량의 평균값이 될 수 있다. 즉, 격자점 A2의 유량은 (0.3+0.0+0.95+0.6)/4=0.46이 된다. 이와 같은 방법으로 각 격자점 A1~A5까지의 유량을 계산한다. 본 실시예에서는 각 중심점의 유량을 평균하여 각 격자점 의 유량을 계산하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고, 다른 수식, 방법으로 계산할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 13 in which the portion S of FIG. 11 is enlarged, an equal surface is calculated for the grid cell intersecting with the fluid surface. For example, the flow rate is 0.3 at the center point C1 of the first lattice cell, the flow rate is 0.0 at the center point C2 of the second lattice cell, the flow rate is 0.0 at the center point C3 of the third lattice cell, and the flow rate is at the center point C4 of the fourth lattice cell. 0.95, the flow rate is 0.6 at the center point C5 of the fifth lattice cell, the flow rate is 0.0 at the center point C6 of the sixth lattice cell, the flow rate is 1.0 at the center point C7 of the seventh lattice cell, and at the center point C8 of the eighth lattice cell The flow rate is 0.3, and the flow rate is 0.0 at the center point C9 of the ninth lattice cell. Then, the flow rate of the grid point of each grid cell is calculated using the flow rate information of the center points C1 to C9 of each grid cell. For example, the flow rate of the grid point A2 may be an average value of the flow rates of the center points C1, C2, C4 and C5 of each cell. That is, the flow rate of the grid point A2 is (0.3 + 0.0 + 0.95 + 0.6) /4=0.46. In this way, the flow rates to the grid points A1 to A5 are calculated. In this embodiment, the flow rate of each lattice point is calculated by averaging the flow rate of each center point, but the present invention is not limited thereto, and may be calculated by other equations or methods.

다음으로, 각 격자셀의 중심점 C1~C9의 유량 정보와, 각 격자점 A1~A5 유량 정보를 이용하여 기준 유량치(Iso-value)의 위치(P1~P4)를 추출한다. 여기서 기준 유량치는 사용자에 의해 가변적으로 설정될 수 있는 값으로, 예컨대 0.5인 경우를 예로 들어 설명하면, 각 격자셀의 중심점 C1~C9의 유량 정보와, 각 격자점 A1~A5 유량 정보를 이용하여, 각 격자셀을 구성하는 다수의 격자선 상에서, 기준 유량치 0.5를 갖는 위치를 추출한다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 각 격자선상에서 0.5인 위치 P1, P2, P3, P4를 추출하고, P1, P2, P3, P4를 이어 등표면을 생성한다. 도 13에서 제5 격자셀(BC5) 부분을 3차원으로 나타내면 도 14와 같다. 여기서, 등표면은 구조체의 외부(구조체의 표면 밖)로 벗어나게 된다. 즉, 등표면은 바운더리셀의 바디면 밖으로 벗어나게 된다.Next, the position P1 to P4 of the reference flow rate value (Iso-value) is extracted using the flow rate information of the center points C1 to C9 and the grid point A1 to A5 flow rate information of each lattice cell. Here, the reference flow rate is a value that can be variably set by the user. For example, when 0.5 is used as an example, the flow rate information of the center points C1 to C9 of each grid cell and the flow rate information of each grid point A1 to A5 are used. On a plurality of grid lines constituting each grid cell, a position having a reference flow rate value of 0.5 is extracted. That is, as shown in FIG. 13, positions P1, P2, P3, and P4, which are 0.5 on each lattice line, are extracted and P1, P2, P3, and P4 are followed to produce an isosurface. In FIG. 13, the fifth grating cell BC5 is shown in FIG. 14 in three dimensions. Here, the isosurface is off the outside of the structure (outside the surface of the structure). That is, the back surface is out of the body surface of the boundary cell.

따라서 도 15에 도시된 바와 같이, 바디면과 등표면이 교차하는 부분을 추출하여, 전처리 과정에서 획득한 바운더리셀의 정보(바디면의 정보)를 이용하여 등표면 중 바디면을 벗어나는 부분을 잘라내고, 남은 부분을 유체가 채워진 것으로 나타낸다. 예컨대 교차가 일어나는 경우, 바디면 중 표선의 길이가 가장 긴 바디면의 평면(대표평면)으로 바디면을 절단하고, 남은 바디면들에 대해 동일한 방법으로 대표 평면을 찾아 절단할 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 15, the portion where the body surface and the back surface intersect is extracted, and the part that leaves the body surface of the back surface is cut out by using the boundary cell information (information on the body surface) obtained in the pretreatment process. The remaining portion is shown as filled with fluid. For example, when the intersection occurs, the body surface may be cut into the plane (representative plane) of the body surface having the longest length of the surface line among the body surfaces, and the representative plane may be found and cut in the same manner with respect to the remaining body surfaces.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법에 의하면, 전처리 과정에서 획득한 바디면을 이용하여 유동 해석 결과를 나타내므로, 사실감있는 결과를 나타낼 수 있다. 또한 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서만 등표면을 계산하여 후처리고, 유체표면과 교차하지 않는 격자셀에 대해서는 등표면을 계산하지 않고 유동 해석 결과를 나타냄으로써, 처리 속도가 빠르게 된다.According to the post-processing method according to the embodiment of the present invention, since the flow analysis results are displayed using the body surface obtained in the pre-treatment process, it is possible to exhibit a realistic result. In addition, the processing speed is increased by calculating the post-processing of the isosurface only for the lattice cells that intersect the fluid surface, and displaying the flow analysis results without calculating the isosurface for the lattice cells that do not intersect the fluid surface.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 판독가능한 저장매체를 이용하여, 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. On the other hand, the above-described post-processing method according to an embodiment of the present invention can be written in a program that can be executed in a computer, it can be implemented in a general-purpose digital computer to operate the program using a computer-readable storage medium.

또한, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 후처리 방법은 컴퓨터로 판독가능한 저장매체에 여러 수단을 통하여 기록 및/또는 저장될 수 있다. 컴퓨터로 판독가능한 저장매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.In addition, the post-processing method according to the embodiment of the present invention described above may be recorded and / or stored in a computer-readable storage medium through various means. Computer-readable storage media include magnetic storage media (e.g., ROMs, floppy disks, hard disks, etc.), optical read media (e.g., CD-ROMs, DVDs, etc.) and carrier waves (e.g., transmission over the Internet). Storage media such as

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 본 발명의 제어 방법을 실현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체의 형태 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. For example, a program for realizing the control method of the present invention may be implemented in various forms such as a recording medium in which a program is recorded. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

복수의 격자셀들로 격자화된 구조체에 대한 내부의 유동 해석 결과를 후처리하는 방법에 있어서,
상기 격자셀들 중 상기 구조체에 대한 삼각형망(triangular mesh)과 교차하는 바운더리셀들과, 상기 삼각형망이 상기 바운더리셀과 교차되는 면인 바디면들에 관한 정보를 입력받는 단계;
상기 각 격자셀에 채워진 유체의 양을 계산하는 단계; 및
상기 구조체 내부에서 상기 유체가 채워진 부분과 채워지지 않은 부분을 구분하는 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서, 상기 계산된 격자셀의 유체의 양을 이용하여 동일한 기준 유량치(iso-value)를 갖는 등표면(iso surface)을 산출하고, 상기 등표면 중 상기 바디면 외부로 벗어난 부분을 상기 바디면을 경계로 하여 잘라내고, 상기 유체가 채워진 것을 나타내는 단계를 포함하되,
상기 나타내는 단계는
상기 바디면 외부로 벗어난 부분이 잘려지고 남은 등표면과 상기 바디면을 경계로 하여, 상기 유체표면과 교차하는 격자셀 내부를 색변화를 통해 상기 유체가 채워진 것으로 나타내는 단계를 포함하는 것
인 유동 해석 결과의 후처리 방법.
A method of post-processing an internal flow analysis result for a structure gridized into a plurality of grid cells,
Receiving information about boundary cells intersecting a triangular mesh of the structure among the grid cells, and body surfaces that are planes on which the triangular network intersects the boundary cell;
Calculating an amount of fluid filled in each of the grid cells; And
For a grid cell that intersects the fluid surface that separates the filled and unfilled portion from within the structure, the grid cell has the same reference value using the calculated amount of fluid in the grid cell. Calculating an iso surface, cutting out portions of the iso surface out of the body surface with the body surface as a boundary, and indicating that the fluid is filled;
The above step shows
And cutting off portions outside the body surface and indicating that the fluid is filled by changing the color inside the lattice cell that intersects the fluid surface with the remaining back surface and the body surface as a boundary.
Post-processing method of phosphorus flow analysis results.
제1항에 있어서,
상기 유체표면과 교차하지 않는 격자셀들 중, 상기 유체가 채워진 격자셀들에 대해서, 상기 바운더리셀 및 상기 바디면 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 상기 유체가 채워진 것을 나타내는 단계를 더 포함하는 것
인 유동 해석 결과의 후처리 방법.
The method of claim 1,
Indicating that the fluid is filled by using at least one of the boundary cell and the body surface of the grid cells filled with the fluid among the grid cells that do not intersect the fluid surface.
Post-processing method of phosphorus flow analysis results.
제1항에 있어서, 상기 나타내는 단계는
상기 계산하는 단계로부터 획득한 상기 격자셀의 중심점에 대한 유체의 양을 이용하여 상기 각 격자셀의 격자점에 대한 유체의 양을 계산하는 단계;
상기 중심점에 대한 유체의 양 및 상기 격자점에 대한 유체의 양을 이용하여 상기 기준 유량치의 위치를 추출하고, 추출된 위치를 연결하여 상기 등표면을 산출하는 단계를 포함하는 것
인 유동 해석 결과의 후처리 방법.
The method of claim 1, wherein the step
Calculating an amount of fluid at a grid point of each grid cell using the amount of fluid at a center point of the grid cell obtained from the calculating step;
Extracting the position of the reference flow value using the amount of fluid relative to the center point and the amount of fluid relative to the grid point, and connecting the extracted positions to calculate the equisurface
Post-processing method of phosphorus flow analysis results.
제3항에 있어서,
상기 격자점에 대한 유체의 양을 계산하는 단계와, 상기 등표면을 산출하는 단계는
상기 유체표면과 교차하는 격자셀에 대해서만 수행하는 것
인 유동 해석 결과의 후처리 방법.
The method of claim 3,
Calculating the amount of fluid with respect to the grid point, and calculating the equisurface
For grid cells intersecting the fluid surface only
Post-processing method of phosphorus flow analysis results.
삭제delete 제1 항 내지 제4항 중 어느 한 항의 후처리 방법을 실행하는 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독가능한 저장매체.
A computer-readable storage medium storing a program for executing the post-processing method according to any one of claims 1 to 4.
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