JPH0554058A - 数値解析用要素生成システム - Google Patents

数値解析用要素生成システム

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JPH0554058A
JPH0554058A JP21507591A JP21507591A JPH0554058A JP H0554058 A JPH0554058 A JP H0554058A JP 21507591 A JP21507591 A JP 21507591A JP 21507591 A JP21507591 A JP 21507591A JP H0554058 A JPH0554058 A JP H0554058A
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JP
Japan
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area
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numerical analysis
analysis
Prior art date
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Pending
Application number
JP21507591A
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English (en)
Inventor
Sadafumi Yamashita
禎文 山下
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値解析用要素生成システムにおいて、自動
的に生成した数値解析用の領域要素の中で、形状が不適
切な要素の修正作業を軽減する。 【構成】 解析対象領域の定義を行う領域定義部と、定
義された解析対象領域を分割して領域要素を生成する要
素生成部と、生成した領域要素を格納するテーブル領域
部とを備える数値解析用要素生成システムにおいて、辺
番号により領域要素を特定する要素データ,辺データ,
節点データにより生成した領域要素を格納する領域要素
テーブルと、領域要素テーブルから指定された辺を有す
る要素データを取り出し、指定された辺の辺データを取
り出し、取り出した領域要素の辺を変更する要素データ
および辺データの内容変更を行い、変更した要素データ
および辺データを元の格納位置に格納する要素修正部と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数値解析用要素生成シ
ステムに関し、特に、有限要素法等を用いて数値解析を
行う場合に解析領域を分割して数値解析用の領域要素を
自動生成する数値解析用要素生成システムに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】有限要素法等を用いて物理現象の解析を
行う場合、解析対象の領域の数値解析を行うために、解
析する対象領域に対して三角形や四角形の多数の小さな
領域要素を生成し、その解析領域の領域要素に対して近
似式,境界条件などを設定し数値解析を行う。このた
め、解析する対象領域に対して三角形や四角形の多数の
領域要素を生成する必要がある。この領域要素の形状に
より、数値解析の精度は異なってくる。解析の精度は要
素の形状に関係し、三角形ならば正三角形に近いほど精
度は良く、四角形ならば正方形に近いほど良い。また、
一般に三角形よりも四角形の方が精度が良い。このよう
に、各々の領域要素は均等に解析対象を分割され、各々
の解析点が平均に分布するほうが解析精度が高くなる。
【0003】数値解析用要素生成システムは、コンピュ
−タを利用して要素生成を効率的に行うシステムであ
り、解析する対象の領域の境界の分割数や要素サイズ等
を指定するだけで、自動的に要素を生成する機能を有す
るものが開発されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、数値解析用
要素生成システムで自動的に生成した領域要素は、その
すべてが上記のような適切な形であるとは限らない。領
域の一部が極端に細長い要素を生成することがある。こ
のような不具合に対処するために、数値解析用要素生成
システムでは、自動生成した要素の中の特定の要素の形
状を変更するための複数の機能要素を備えている。この
機能要素は、領域要素を指定して削除する機能要素、複
数個の節点を指定して一個の要素を生成する機能要素な
どであり、自動的に領域要素を生成した後に、これらの
各々の機能要素を使用することにより、領域要素を適切
な形状にすることができる。
【0005】例えば、解析する対象領域に対して三角形
や四角形の多数の小さな領域要素を生成した場合におい
て、図5に示すように、縦に長い形状の不適切な形状と
なっている領域要素51および領域要素52が生成され
た場合、この領域要素51と領域要素52に対しては、
この2個の領域要素がそれぞれ辺53と辺54で隣接し
ているので、2つの領域要素を結合して、再び分割し
て、この不適切な形状の領域要素51と領域要素52の
2個の領域要素を、図6に示すように、辺63と辺64
で隣接する適切な形状の2個の領域要素61および領域
要素62に修正する。このため、各々の領域要素を削除
する要素削除の作業と、各々の領域要素の生成を行う要
素生成の作業との2種類の作業をそれぞれ2回行う必要
がある。
【0006】また、図7に示すように、辺73と辺74
で隣接する2個の三角形の領域要素71および領域要素
72を結合して、図8に示すような1個の四角形の領域
要素81に変更するためには、領域要素71および領域
要素72を除除する領域要素削除の2回の作業と、領域
要素を生成する要素生成の1回の作業を行う必要があ
る。
【0007】このように、数値解析用要素生成システム
には領域要素の形状を修正する各々の機能要素は備えら
れてはいるものの、数値解析用要素生成システムで自動
的に生成した領域要素に不適切な形状のものが多く生成
されると、マニュアル操作で多くの修正作業を行なわな
ければならず、不適切な形状の領域要素に対する修正に
は、多くの手間がかかるという問題がある。
【0008】本発明の目的は、数値解析用要素を自動生
成した後に、例えば、隣合う2個の領域要素の境界にあ
る辺を指示するだけで、2個の領域要素の形状を同時に
変更して領域要素の修正を行う数値解析用要素生成シス
テムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の数値解析用要素生成システムは、解析対象
領域の定義を行う領域定義部と、定義された解析対象領
域を分割して領域要素を生成する要素生成部と、生成し
た領域要素を格納するテーブル領域部とを備える数値解
析用要素生成システムにおいて、隣合う2個の領域要素
の境界にある辺を指示する入力を受け付け、当該2個の
領域要素の形状を同時に変更し、修正指示により当該2
つの領域要素を1個の領域要素に変更する要素修正部と
を備えることを特徴とする。
【0010】
【作用】数値解析用要素生成システムには、解析対象領
域の定義を行う領域定義部と、定義された解析対象領域
を分割して領域要素を生成する要素生成部と、生成した
領域要素を格納するテーブル領域部とが備えられる。要
素生成部により生成されて領域要素はテーブル領域部に
格納され、テーブル領域部における領域要素テーブルに
は、辺番号により領域要素を特定する要素データ,辺デ
ータ,節点データにより生成した領域要素が格納され
る。生成した領域要素に関して、形状が不適切な領域要
素に対しては、要素修正部が、隣合う2個の領域要素の
境界にある辺を指示する入力を受け付け、当該2個の領
域要素の形状を同時に変更し、修正指示により当該2つ
の領域要素を1個の領域要素に変更する。すなわち、要
素修正部は、領域要素テーブルから指定された辺を有す
る要素データを取り出し、指定された辺の辺データを取
り出し、取り出した領域要素の辺を変更する要素データ
および辺データの内容変更を行い、変更した要素データ
および辺データを元の格納位置に格納する。
【0011】これにより、修正を行う領域要素に対して
は、隣合う2個の領域要素の境界にある辺を一つ指示す
るだけで、当該2個の領域要素の形状を同時に変更でき
る。また、同様にして、2個の領域要素を1個の領域要
素にできる。このようにして不適切な領域要素に対する
修正が行なわれるため、多くの不適切な領域要素を修正
するのに手間がかからない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により具体的
に説明する。図1は本発明の一実施例にかかる数値解析
用要素生成システムの要部構成を示すブロック図であ
り、図2はテーブル領域部に格納される領域要素テーブ
ルの構成の一例を説明する図である。図1において、1
1は領域定義部、12は要素生成部、13は要素修正
部、14はテ−ブル領域部、15はシステム制御部であ
る。数値解析用要素生成システムは、領域定義部11,
要素生成部12,要素修正部13,テ−ブル領域14,
およびシステム制御部15から構成されている。領域定
義部11は、数値解析を行う対象となる解析領域を定義
する機能要素である。要素生成部12は、定義された解
析領域上に解析のベースとなる領域要素を生成する機能
要素である。要素修正部13は、生成された領域要素の
形状を修正する機能要素である。また、システム制御部
15は、これらの機能要素を管理してシステム全体の制
御を行う機能要素となっている。
【0013】テ−ブル領域部14には、図2に示すよう
に、要素テ−ブル21,辺テ−ブル22,および節点テ
−ブル23から構成される領域要素テーブル24が格納
されている。この領域要素テ−ブル24は要素生成部1
2で作成される。要素テ−ブル21は、領域要素の数だ
けの要素デ−タを格納している。各要素デ−タは、図示
するように、要素タイプ識別番号typと4個の辺番号
e1〜e4とから構成される各々の領域要素データとな
っている。ここでの辺番号e4は要素タイプが四角形の
ときだけ設定される。辺テ−ブル22は各々の領域要素
の辺の数だけの辺デ−タから構成されており、辺番号順
に並ベられている。ここでの各々の辺デ−タは当該辺の
両端の節点の節点番号g1とg2から構成されている。
ただし、ここでは異なる領域要素の辺であっても、その
両端の節点がそれぞれ同一の節点に結合している場合は
1個の辺とみなして辺データと1個となる。つまり、例
えば、図5に示す領域要素51および領域要素52にお
いて、辺53と辺54に関する辺デ−タは1個だけとな
っている。節点テ−ブル23は節点の数だけの節点デ−
タから構成されており、節点番号順に並べられている。
各々の節点デ−タはその座標値(x,y,z)のデータ
で構成されている。
【0014】図3は要素修正部が行う領域要素の修正処
理の一例の処理フローを示すフローチャートである。こ
の修正処理は、例えば、図5に示すような領域要素の形
状を図6に示すような領域要素の形状に変更する処理で
ある。このような修正処理を行う場合は、オペレータが
領域要素51の辺53のみを指示して、修正処理の起動
を行う。これにより処理が開始される。
【0015】まず、処理ステップ31において、指定さ
れた辺53の辺番号を持つ2個の要素デ−タを要素テ−
ブル21から取り出す。次に、処理ステップ32におい
て、指定された辺53の辺デ−タを辺テ−ブル22から
取り出す。そして、次の処理ステップ33において、取
り出した2個の要素デ−タ内の辺番号と、辺デ−タ内の
節点番号の内容を、図6に示すような領域要素61およ
び領域要素62の2つの領域要素を表すように変更す
る。すなわち、辺53(辺54)の辺データが変更され
て辺63(辺64)の辺データとされる。次に、処理ス
テップ34において、変更した要素デ−タと辺デ−タ
を、それぞれ要素デ−ブル21と辺テ−ブル22のもと
の位置に格納する。なお、このとき、各々の領域要素の
節点は変化しないので、節点テーブル23は変化しな
い。
【0016】図4は要素修正部が行う領域要素の修正処
理の他の例の処理フローを示すフローチャートである。
この修正処理は、例えば、図7に示すような2つの領域
要素を図8に示すような1つの領域要素に変更する処理
である。このような修正処理では、オペレータが領域要
素71の辺73を指定して、2つの領域要素をまとめる
修正処理の起動を行う。これにより処理が開始される。
【0017】この修正処理では、まず、処理ステップ4
1において、指定された辺73の辺番号を持つ2個の領
域要素の要素デ−タを要素テ−ブル21から取り出す。
次の処理ステップ42では、取り出した要素デ−タ内の
要素タイプが共に三角形であるか否かを判定し、要素タ
イプが共に三角形であると判定されない場合、処理ステ
ップ47に進んで、領域要素の修正不可のメッセ−ジ出
力を行い、処理を終了する。
【0018】また、処理ステップ42の判定で要素タイ
プが共に三角形であると判定された場合には、処理ステ
ップ43に進む。処理ステップ43においては、辺テ−
ブル22の中の、指定された辺73の辺デ−タを削除す
る処理を行い、次の処理ステップ44において、取り出
した2個の要素デ−タの一方の内容を、図8の四角形要
素81を表すように変更する。つまり、領域要素71に
要素データの要素タイプを四角形を表すデータとして辺
番号e4を加える。次に処理ステップ45において、変
更した要素デ−タを、要素テ−ブル21のもとの位置に
登録する処理を行い、次の処理ステップ46では、処理
ステップ44で変更しなかった他の要素デ−タを要素テ
−ブル21の中から削除する処理を行う。なお、この場
合には、領域要素の節点は変化しないので、節点テーブ
ル23は変更されない。
【0019】このように、要素データ,辺データ,およ
節点データをそれぞれ格納するテーブル構造の領領要素
テーブル24のデータを使用して、修正処理を行うこと
により、数値解析用の領域要素の形状を適切なものに容
易に変更することができる。この場合の修正変更の指示
は、変更する領域要素の辺のみを指示することで修正処
理を行うことができる。
【0020】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、数値解析用の領域要素の形状を効率的に修正するこ
とができるようになる。例えば、2個の領域要素をそれ
ぞれ変更する場合、従来は2個の領域要素と6個の節点
を指定する必要があったのに対して、1個の辺を指定す
るだけで良い。また、2個の三角形の領域要素を1個の
四角形の領域要素に変更する場合、従来は2個の領域要
素と4個の節点を指定する必要があったのに対して、1
個の辺を指定するだけで良い。このように、本発明の数
値解析用要素生成システムによれば、領域要素の形状の
修正変更の指示は、変更する領域要素の辺のみを指示す
ることで、容易に数値解析用の領域要素の形状を適切な
ものに変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例にかかる数値解析用要
素生成システムの要部構成を示すブロック図、
【図2】図2はテーブル領域部に格納される領域要素テ
ーブルの構成の一例を説明する図、
【図3】図3は要素修正部が行う領域要素の修正処理の
一例の処理フローを示すフローチャート、
【図4】図4は要素修正部が行う領域要素の修正処理の
他の例の処理フローを示すフローチャート、
【図5】図5は数値解析用要素の不適切な形状の2個の
領域要素の例を示す図、
【図6】図6は数値解析用要素の適切な形状の2個の領
域要素の例を示す図、
【図7】図7は数値解析用要素の三角形の形状の2個の
領域要素の例を示す図、
【図8】図8は数値解析用要素の四角形の形状の1個の
領域要素の例を示す図である。
【符号の説明】
11 領域定義部 12 要素生成部 13 要素修正部 14 テ−ブル領域部 15 システム制御部 21 要素テ−ブル 22 辺テ−ブル 23 節点テ−ブル 24 領域要素テーブル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 解析対象領域の定義を行う領域定義部
    と、定義された解析対象領域を分割して領域要素を生成
    する要素生成部と、生成した領域要素を格納するテーブ
    ル領域部とを備える数値解析用要素生成システムにおい
    て、隣合う2個の領域要素の境界にある辺を指示する入
    力を受け付け、当該2個の領域要素の形状を同時に変更
    し、修正指示により当該2つの領域要素を1個の領域要
    素に変更する要素修正部とを備えることを特徴とする数
    値解析用要素生成システム。
JP21507591A 1991-08-27 1991-08-27 数値解析用要素生成システム Pending JPH0554058A (ja)

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JP21507591A JPH0554058A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 数値解析用要素生成システム

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JP21507591A JPH0554058A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 数値解析用要素生成システム

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JPH0554058A true JPH0554058A (ja) 1993-03-05

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JP21507591A Pending JPH0554058A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 数値解析用要素生成システム

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200057271A (ko) * 2018-11-16 2020-05-26 두산중공업 주식회사 해석을 진단하기 위한 장치 및 이를 위한 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200057271A (ko) * 2018-11-16 2020-05-26 두산중공업 주식회사 해석을 진단하기 위한 장치 및 이를 위한 방법
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