(57)【要約】【課題】開口のある形状を対象としてコンピュータを用いた３次元形状処理ないしシミュレーション評価を行う際に、必要となる属性定義処理を簡便な操作であやまち無く実行可能とする。【解決手段】３次元形状のシミュレーション行う装置は、編集又はシミュレーションの対象である３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある３次元形状の部分である輪郭外部形状と、輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割処理部２３と、輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義部２４とを有する。【選択図】図１
2010061222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状の構造物に関する３次元形状情報を編集する３次元形状情報編集装置であって、
編集の対象である３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、前記輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、前記輪郭情報が表す輪郭の外側にある前記３次元形状の部分である輪郭外部形状と、前記輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理部と、
前記輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義部と、を有することを特徴とする３次元形状編集装置。
【請求項２】
３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、
シミュレーションの対象とする３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、前記輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、前記輪郭情報が表す輪郭の外側にある前記３次元形状の部分である輪郭外部形状と、前記輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理部と、前記輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義部と、を有することを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項３】
前記シミュレーションは、流体の流れに関する流体シミュレーションであることを特徴とする請求項２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記シミュレーションは、熱移動を含む流体の流れに関する熱流体シミュレーションであることを特徴とする請求項３に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
前記属性定義部により定義する属性は、前記輪郭情報が表す内側にある３次元形状部分の圧力損失条件を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のシミュレーション装置。
【請求項６】
前記属性定義部により定義する属性は、シミュレーション結果を評価する検査面条件を含み、検査面内でのシミュレーション結果の物理量の総和値ないし平均値を出力する検査面結果出力部を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載のシミュレーション装置。
【請求項７】
３次元形状の構造物に関する３次元形状情報を編集する装置により、３次元形状情報を編集する３次元形状情報編集方法であって、
前記３次元形状を編集する装置が備える制御部の制御に従って、前記３次元形状を編集する装置に蓄積された３次元形状からインポートした編集の対象とする３次元形状情報と、該３次元形状を編集する装置に蓄積された２次元形状からインポートした閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、前記輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、前記輪郭情報が表す輪郭の外側にある前記３次元形状の部分である輪郭外部形状と、前記輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理ステップと、
前記制御部の制御に従って、前記輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義ステップと、を有することを特徴とする３次元形状編集方法。
【請求項８】
３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション装置により、３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション方法であって、
前記３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行う装置が備える制御部の制御に従って、前記３次元形状を編集する装置に蓄積された３次元形状からインポートした編集の対象とする３次元形状情報と、該３次元形状を編集する装置に蓄積された２次元形状からインポートした閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、前記輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、前記輪郭情報が表す輪郭の外側にある前記３次元形状の部分である輪郭外部形状と、前記輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理ステップと、
前記制御部の制御に従って、前記輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義ステップと、を有することを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項９】
前記シミュレーションは、流体の流れに関する流体シミュレーションであることを特徴とする請求項８に記載のシミュレーション方法。
【請求項１０】
前記シミュレーションは、熱移動を含む流体の流れに関する熱流体シミュレーションであることを特徴とする請求項９に記載のシミュレーション方法。
【請求項１１】
前記属性定義部により定義する属性は、前記輪郭情報が表す内側にある３次元形状部分の圧力損失条件を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載のシミュレーション方法。
【請求項１２】
前記属性定義部により定義する属性は、シミュレーション結果を評価する検査面条件を含み、検査面内でのシミュレーション結果の物理量の総和値ないし平均値を出力する検査面結果出力部を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１に記載のシミュレーション方法。
【請求項１３】
コンピュータに、請求項７に記載の３次元形状入力方法を実行させることを特徴とする３次元形状入力プログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、請求項８〜１２のいずれか１に記載のシミュレーション方法を実行させることを特徴とするシミュレーションプログラム。
【請求項１５】
請求項１３または１４のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口のある仕切り部材を有する構造物を取り扱う、３次元形状編集装置、３次元形状編集方法、シミュレーション装置、シミュレーション方法、シミュレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物には、機能的必要性から開口部が設けられているものが多い。例えば一般的な建物には採光・通風機能を得るために窓があり、一般的な電器製品には機器動作時の発熱を空冷する放熱機能を得るために通気孔が設けられている。
これら開口の位置や寸法は、複数の工学的な要因と意匠面の要因から決定されている。例えば電器製品の通気孔であれば放熱機能を高めるためには開口は大きい方が望ましいが、強度面では開口は小さい方が望ましく、意匠面からは開口は存在しないあるいはめだたないことが望ましい。
【０００３】
このように開口の設計は、複数の要因から決定されるため最適な設計は困難である。一旦決めた位置が、別の要因での必要性から変更されることもよくある。
開発期間短縮が要望されている近年の製品開発では、開口の位置や寸法を３次元形状でコンピュータ内に入力して、外観等の意匠性や使い勝手を確認したり、有限要素法や有限体積法などの数値解析技術を用いた強度シミュレーションや熱流体シミュレーションで、強度や放熱性を検討したりしている。
【０００４】
コンピュータを用いて３次元形状入力を行う３次元ＣＡＤプログラムで開口のある形状を作成する際にはさまざまな手順が取れるが、一般的な方法としては非特許文献１に記載されている以下のような手順を取ることが多い。
図１６は、非特許文献１に記載された３次元形状入力の方法を示す図である。まず、図１６（Ａ）のように開口の開いていない３次元形状１０１を作成する。次に図１６（Ｂ）のように開口輪郭の２次元輪郭形状１０２を作成する。この２次元輪郭形状１０２を作成するのは、３次元形状を構成する１つの面の上でもよく、あるいは３次元形状とは独立した別の平面上にでもよい。そして２次元輪郭形状１０２を引き延ばした形状を、立体集合演算の機能を用いて、図１６（Ａ）の開口無し形状から「引き算」をすることで、図１６（Ｃ）のような開口の開いた形状１０８を作成する。
【０００５】
続いて以下に、通風孔を含んだ電器製品の従来の熱流体解析方法を説明する。図１７及び図１８は、電気製品の通風孔部の構成例をそれぞれ概略的に示す図である。
電器製品の通風孔部は大きな単純な開口ではなく、異物が製品内に入りこまないように細いスリット状の開口５１が数ｍｍ間隔で並んでいたり（図１７）、φ数ｍｍの開口５３が多数整列したような構造（図１８）になっている。このような小さな多数の通風孔を含む電器製品の熱流体解析を行う場合に、個々の通風孔を忠実にモデル化し、要素分割すると、要素数が莫大な数になり、長い計算時間がかかる。そのため、従来の熱流体解析方法においては、多数の小開口をまとめた通風孔領域５２を、圧力抵抗の属性を与えた１つのパネル要素に置換えて計算を行っている。
【０００６】
また、特許文献１では、置換えたパネル要素に与える圧力抵抗属性値の算出方法の改良を行っている。
【０００７】
一方、通風孔の性能指標としては、その通風孔を通過できた空気の量や、通過できたすなわち排出できた熱量が重要となる。一般的な熱流体シミュレーションプログラムの結果処理部では、３次元空間内の指定された領域面内の流速や温度の積算値や平均値を算出する機能がある。このような算出設定された指定領域を「検査面」とここでは称する。通風孔の性能評価のために、通風孔部分を包括するように検査面条件を設定することがしばしば行われる。
【非特許文献１】ISBN-0963817833 “I-DEAS Master Series student guide”, Structural Dynamics Research Corporation(1998)
【特許文献１】特開２００７−１９９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、外観確認を目的として建築物のデータ入力を行う際には、ガラス窓部分には周囲の壁部分と異なる色属性を設定する必要があり、壁部分には壁の色属性を設定する必要がある。また、各種シミュレーション時に、開口部（例：流体解析の通気孔、レイトレーシングのガラス窓）にはそれぞれ特定の属性を設定する必要がある。また、通風孔がどの程度有効に機能しているかを評価するためには、通風孔部分に検査面条件属性を設定する必要がある。
【０００９】
モデル内に複数存在する開口部に属性を定義していくのは煩雑な作業であった。また、目視操作で開口を指定するのでは、属性指定の付け忘れが発生する危険があった。
本発明の目的は、開口のある形状を対象としてコンピュータを用いた３次元形状処理ないしシミュレーション評価を行う際に、必要となる属性定義処理が、簡便な操作であやまち無く実行可能な、３次元形状編集装置、３次元形状編集方法、シミュレーション装置、シミュレーション方法、シミュレーションプログラム及び記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、３次元形状の構造物に関する３次元形状情報を編集する３次元形状情報編集装置であって、編集の対象である３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある３次元形状の部分である輪郭外部形状と、輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理部と、輪郭外部形状と輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義部と、を有することを特徴としたものである。
【００１１】
第２の技術手段は、３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、シミュレーションの対象とする３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある前記３次元形状の部分である輪郭外部形状と、輪郭情報が表す輪郭の内側にある３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理部と、輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義部と、を有することを特徴としたものである。
【００１２】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、上記のシミュレーションが、流体の流れに関する流体シミュレーションであることを特徴としたものである。
【００１３】
第４の技術手段は、第２の技術手段において、上記のシミュレーションが、熱移動を含む流体の流れに関する熱流体シミュレーションであることを特徴としたものである。
【００１４】
第５の技術手段は、第３または第４の技術手段において、属性定義部により定義する属性は、輪郭情報が表す内側にある３次元形状部分の圧力損失条件を含むことを特徴としたものである。
【００１５】
第６の技術手段は、第２〜第５のいずれか１の技術手段において、属性定義部により定義する属性が、シミュレーション結果を評価する検査面条件を含み、検査面内でのシミュレーション結果の物理量（流速、温度、圧力、応力など）の総和値ないし平均値を出力する検査面結果出力部を有することを特徴としたものである。
【００１６】
第７の技術手段は、３次元形状の構造物に関する３次元形状情報を編集する装置により、３次元形状情報を編集する３次元形状情報編集方法であって、３次元形状を編集する装置が備える制御部の制御に従って、３次元形状を編集する装置に蓄積された３次元形状からインポートした編集の対象とする３次元形状情報と、３次元形状を編集する装置に蓄積された２次元形状からインポートした閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある３次元形状の部分である輪郭外部形状と、輪郭情報が表す輪郭の内側にある３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理ステップと、制御部の制御に従って、輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義ステップと、を有することを特徴としたものである。
【００１７】
第８の技術手段は、３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション装置により、３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行うシミュレーション方法であって、３次元形状の構造物に関するシミュレーションを行う装置が備える制御部の制御に従って、３次元形状を編集する装置に蓄積された３次元形状からインポートした編集の対象とする３次元形状情報と、３次元形状を編集する装置に蓄積された２次元形状からインポートした閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある３次元形状の部分である輪郭外部形状と、前記輪郭情報が表す輪郭の内側にある３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する開口処理ステップと、制御部の制御に従って、輪郭外部形状と前記輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う属性定義ステップと、を有することを特徴としたものである。
【００１８】
第９の技術手段は、上記のシミュレーションが、流体の流れに関する流体シミュレーションであることを特徴としたものである。
【００１９】
第１０の技術手段は、上記のシミュレーションが、熱移動を含む流体の流れに関する熱流体シミュレーションであることを特徴としたものである。
【００２０】
第１１の技術手段は、第９または第１０の技術手段において、属性定義部により定義する属性は、輪郭情報が表す内側にある３次元形状部分の圧力損失条件を含むことを特徴としたものである。
【００２１】
第１２の技術手段は、第９〜第１１のいずれか１の技術手段において、属性定義部により定義する属性は、シミュレーション結果を評価する検査面条件を含み、検査面内でのシミュレーション結果の物理量（流速、温度、圧力、応力など）の総和値ないし平均値を出力する検査面結果出力部を有することを特徴としたものである。
【００２２】
第１３の技術手段は、コンピュータに、第７の技術手段の３次元形状入力方法を実行させることを特徴とした３次元形状入力プログラムである。
【００２３】
第１４の技術手段は、コンピュータに、第８〜第１２のいずれか１の技術手段のシミュレーション方法を実行させることを特徴としたシミュレーションプログラムである。
【００２４】
第１５の技術手段は、第１３または第１４のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、開口部の輪郭形状のみを指定すれば、開口の作製と、開口内部ないし開口外部に必要な属性定義が実行されるので、属性定義に掛かる設計者の手間が削減され、また、属性指定の付け忘れの発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明によるシミュレーション装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明のシミュレーション装置の一実施形態である熱流体シミュレーション装置の機能の構成を示すブロック図である。熱流体シミュレーション装置１は、熱移動を含む流体の流れに関するシミュレーションを行うための装置であって、制御部１０、入力部１１、表示部１２、出力部１３、３次元情報インポート部２１、２次元情報インポート部２２、開口処理部２３、属性定義部２４、シミュレーション前処理部２５、シミュレーション計算処理部２６、シミュレーション後処理部２７、検査面結果出力部２８、属性情報データベースＤ１、２次元形状データベースＤ２、３次元形状データベースＤ３、シミュレーション結果データベースＤ４、シミュレーション設定データベースＤ５、及び検査面結果データベースＤ６を有している。
【００２７】
制御部１０は、例えばＣＰＵ及びＣＰＵに接続されるＩ／Ｏインターフェースによって構成される。入力部１１は、例えばキーボードあるいはマウスなどの入力機器によって構成される。表示部１２は、例えばＣＲＴもしくはＬＣＤなどの表示装置によって構成される。出力部１３は、例えばプリンタやプロッタなどの印刷装置によって構成される。Ｄ１〜Ｄ６の各データベースは、例えばハードディスクドライブあるいはＤＶＤドライブなどによって構成される。なおハードウエア構成は、これらに限られるものではない。
【００２８】
２次元形状データベースＤ２には、開口部の輪郭形状情報が格納される。３次元形状データベースＤ３には、初期には開口が開けられていない仕切り部材を含む全部品の３次元形状情報が格納され、後述する開口処理実行後には開口の開けられた仕切り部材の３次元形状情報も３次元形状データベースＤ３に格納される。
３次元形状データベースＤ３に格納される３次元形状情報は、本熱流体シミュレーション装置１でシミュレーションの対象とする３次元形状情報である。また２次元形状データベースＤ２に格納される輪郭形状情報は、閉曲線を表す輪郭の情報であり、任意の面上に定義されるものである。
【００２９】
属性情報データベースＤ１には、各輪郭形状の内部ないし外部に設定する属性情報が格納される。シミュレーション設定データベースＤ５には、シミュレーション計算実行に必要な要素分割・条件設定・計算対象領域広さ等の情報が格納される。シミュレーション結果データベースＤ４には、計算対象領域内の流速・温度・圧力などの計算結果が格納される。検査面結果データベースＤ６には、検査面属性が指定された特定の輪郭形状での検査面毎の流速積算値などの計算結果が格納される。
【００３０】
次に本発明の実施形態に係る熱シミュレーション方法について図２のフローチャートを用いて説明する。本実施形態のシミュレーション方法は、上記の熱流体シミュレーション装置で実行されるものである。
形状情報インポート工程（Ｓ１）では、例えば図３に示すような形状情報のインポートを行う。ここでは、３次元形状インポート部２１は、開口を設ける仕切り部材の開口作成前の３次元形状１０１を３次元形状データベースＤ３からインポートし、２次元情報インポート部２２は、開口作成前の３次元形状１０１に対応する開口の２次元輪郭形状１０２を２次元形状データベースＤ２からインポートする。２次元輪郭形状１０２は、図示するように任意の面上に定義された閉曲線を表すものである。
【００３１】
開口作成工程Ｓ２では、図４に示すように、開口処理部２３により、まず２次元輪郭形状１０２を最大引き伸し長Ｌaから最小引き伸し長Ｌｂの範囲まで引き延ばして開口用カッター３次元形状１０３を作製する。
引き伸し時に使用する引き伸し長Ｌａ及びＬｂは、２次元輪郭形状１０２と共に予めユーザが格納した情報を利用してもよく、図５に示すように、最大引き伸し長Ｌａとして充分すぎるほど大きい長さ、最小引き伸し長Ｌｂとして０を利用してもよい。
【００３２】
そして図６に示すように、２次元輪郭形状１０２を構成する各頂点ないし曲線の端点や変曲点などの形状特徴点１０７を２次元輪郭形状１０２が存在する平面の法線方向に開口作成前の３次元形状１０１に向けて投影した複数の直線１１０を作成する。さらに、その複数直線１１０のそれぞれの開口作成前の３次元形状１０１の表面（＝２次元輪郭形状１０２が存在する平面に近い側の面）との交点１１１を求め、裏面（＝２次元輪郭形状１０２が存在する平面に遠い側の面）との交点１１２を求め、形状特徴点１０７と裏面との交点１１２との距離Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、、、Ｌａｎ及び形状特徴点１０７と表面との交点１１１との距離Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，・・・Ｌｂｎを求め、
Ｌａ＝ｍａｘ(Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、、、Ｌａｎ)、
Ｌｂ＝ｍｉｎ(Ｌｂ１、Ｌｂ２、Ｌｂ３、、、Ｌｂｎ)、
としてもよい。
【００３３】
このとき、計算誤差の混入や形状特徴点の中間でＬａが最大値を取るかあるいはＬｂが最小値を取ることで不具合が発生するのを回避するため、余裕係数αとして１より若干大きな値α（例えばα＝１.５）を導入し、
Ｌａ＝ｍａｘ(Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、、、Ｌａｎ)×α、
Ｌｂ＝ｍｉｎ(Ｌｂ１、Ｌｂ２、Ｌｂ３、、、Ｌｂｎ)／α、
としてもよい。
【００３４】
Ｌａあるいは最大引き伸し長Ｌａの決定方法と最小引き伸し長Ｌｂの決定方法には、ここに述べた各種方法を混用して、例えばＬａはｍａｘ（Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、、、Ｌａｎ)の値を使用し、Ｌｂは０を使用することも可能である。
【００３５】
次に、図７に示すように、一般に立体集合演算処理あるいはブーリアン処理と呼ばれる立体同士の演算処理で、開口作成前の３次元形状１０１から開口用カッター３次元形状１０３を引き算して、開口開き３次元形状１０８を作製し、開口作成前の３次元形状１０１と開口用カッター３次元形状１０３の積部分を取り出して開口部分３次元形状１０９を作製する。
【００３６】
このように、開口作製工程では、２次元輪郭形状１０２を３次元形状１０１に投影し、２次元輪郭形状１０２が表す輪郭の外側にある３次元形状１０１の部分である輪郭外部形状と、２次元輪郭形状１０２が表す輪郭の内側にある３次元形状１０１の部分である輪郭内部形状とに分割する処理が行われる。
上記の輪郭内部形状が、開口部分３次元形状１０９に該当し、輪郭外側形状が、開口開き３次元形状１０８に該当する。この開口処理は、制御部１０の制御に従って開口処理部２３により実行される。そして作製された開口開き３次元形状１０８及び開口部分３次元形状１０９は、３次元形状データベースＤ３に格納される。
【００３７】
属性定義工程（Ｓ３）では、属性定義部２４により、輪郭形状が表す輪郭により分割された輪郭外部形状と輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う。
この例では、属性定義部２４は、開口部分３次元形状１０９に圧力損失条件を定義し、検査面条件を定義する。図８に示すように、圧力損失ないし検査面を定義する位置は、開口部分３次元形状１０９の表側面１２１でもよく、開口部分３次元形状１０９の裏側面１２２でもよく、表側面１２１と裏側面１２２の中間面１２３でもよい。
【００３８】
シミュレーション前処理工程（Ｓ４）では、シミュレーション前処理部２５により、熱流体計算の前処理に必要な、計算領域の設定、計算要素への分割、流体ないし固体への物性値の定義、境界条件の定義などの処理を実施する。
シミュレーション計算処理工程（Ｓ５）では、シミュレーション計算処理部２６により、有限体積法や差分法などの数値解析手法を用いて、計算領域内の分割された各要素における流速・温度・圧力等の物理量を計算する処理を実施する。シミュレーション前処理工程（Ｓ４）及びシミュレーション計算処理工程（Ｓ５）の処理は至極一般的な内容で、特に特徴的な処理はない。
【００３９】
検査面結果出力工程（Ｓ６）では、検査面結果処理部２７により、定義された検査面内での計算結果物理量すなわち流速・温度などの面積と掛け合わせた面積積分総和値を算出する。面積積分総和値の算出法としては、属性情報データベースＤ１に格納されている検査面位置情報と、３次元形状データベースＤ３に格納されている開口部分３次元形状１０９とシミュレーション設定データベースＤ５に格納されている計算要素分割設定情報とから検査面を構成する計算要素を知り、個々の計算要素の寸法情報を得、個々の計算要素のうち検査面を定義してある端面の表面積を得る。
次いで、シミュレーション結果データベースＤ４に格納されている検査面を構成する個々の計算要素における物理量の値を得、個々計算要素の端面面積×個々計算要素の物理量値を積算することで実現される。
【００４０】
あるいはまた、検査面の面積値も算出する。検査面面積値の算出は、前述の面積積分総和値算出と同様の処理を個々計算要素の物理量値を乗ぜずに積算することで実現できる。
あるいはまた、面積積分総和値を面積値で除することにより平均値を算出する。
算出された検査面結果は検査面結果データベースＤ６に格納され、あるいはまた、表示部１２によって表示され、あるいはまた、出力部１３によってプリントアウトされる。
【００４１】
シミュレーション後処理工程（Ｓ７）では、シミュレーション後処理部２７により、シミュレーション結果データベースＤ４に格納されている値を用いて、計算結果の温度分布や圧力分布の等高線図作成、速度分布のベクトル図作成などの処理を実施し、表示部１２によって表示し、あるいはまた出力部１３によってプリントアウトする。シミュレーション後処理工程（Ｓ７）の処理は至極一般的な内容で、特に特徴的な処理はない。
【００４２】
次に本発明の効果について述べる。
本発明に係る方法による従来例との比較例を説明する。
図９に示した開口作成前の３次元形状１０１から、図１０に示した２次元輪郭形状を用いて、図１１に示した３つの開口のある開口開き３次元形状１０８と、図１２に示した開口部分３次元形状１０９を作製し、各開口に圧力損失条件と検査面条件を定義する作業時間を比較した。図１３は、開口開き３次元形状１０８と開口部分３次元形状１０９を同時に表示した図である。
本発明の方法での処理手順は、開口作成前形状の指示、開口輪郭形状の指示、開口処理実行の指示、であり、処理完了までの時間は５分間であった。
【００４３】
一方、従来方法での処理手順は、開口のない形状の読込、開口輪郭形状の読込、開口用カッター形状の作成、開口のある３次元形状の作成、開口部分３次元形状の作成、属性定義対象面の作成、圧力損失条件の定義、検査面条件の定義、であり、処理完了までの時間は２４分間であった。
以上のように図１１に示した形状の処理においては、本発明の方法では、従来方法比約１／５の短時間で同一の処理が実行できる。更に、人為的ミスで属性の付け忘れが発生することも防止可能である。
【００４４】
本発明の別の実施形態である３次元形状編集装置について説明する。
図１４は、３次元形状編集装置の機能の構成を示すブロック図である。３次元形状編集装置２は、制御部１０、入力部１１、表示部１２、出力部１３、３次元情報インポート部２１、２次元情報インポート部２２、開口処理部２３、属性定義部２４、属性情報データベースＤ１、２次元形状データベースＤ２、３次元形状データベースＤ３、からなる。
各部の機能は、上記実施形態のシミュレーション装置と同様である。つまり、開口処理部２３では、編集の対象である３次元形状情報と、任意の面上に定義された閉曲線を表す輪郭情報とに基づき、輪郭情報を３次元形状情報が表す形状に投影し、輪郭情報が表す輪郭の外側にある３次元形状の部分である輪郭外部形状と、輪郭情報が表す輪郭の内側にある前記３次元形状の部分である輪郭内部形状とに分割する処理を行う。そして属性定義部２４は、輪郭外部形状と輪郭内部形状との少なくとも一方に属性定義を行う。これらの処理は制御部１０の制御に従って実行される。
【００４５】
次に本発明の実施形態に係る３次元形状編集方法について、図１５のフローチャートを用いて説明する。本実施形態の３次元編集方法は、図１４に示すごとくの３次元編集装置により実行されるものである。
３次元形状編集方法では、前述の熱シミュレーション方法と同様の処理で、開口作成工程（Ｓ２）までの処理を実施する。そして属性定義工程（Ｓ３３）では、開口開き３次元形状１０８ないし開口部分３次元形状１０９に属性定義を行う。
定義される属性としては、例えば仕切り部材が建物の壁であり開口部が窓であって、意匠デザイン検討を目的として、壁面や窓面の色属性であってもよいし、表面の質感を表すテクスチャー属性でもよい。
【００４６】
あるいは、レイトレーシングを目的として、壁面に光線の吸収率と反射率、窓面に吸収率と透過率と反射率の光学属性であってもよい。この光学属性は波長依存性を持った属性であってもよい。
あるいは総質量の算出を目的として、壁面単位面積当たりの壁質量の属性でもよい。
あるいは総費用の算出を目的として、壁面単位面積当たりの材料コストの属性であってもよく、材料コストに経験的に得られた平均加工コストを加えたものでもよい。
【００４７】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記に説明した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。
【００４８】
本発明のシミュレーション装置、もしくは３次元形状編集装置で動作するプログラムは、本発明に係る各手段（あるいは各手段の一部）の機能を実現するようにＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。このプログラムは、装置をユーザが使用する際に容易となるように、表示装置用のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を備えるようにするとよい。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。
【００４９】
プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＢＤ（blu-ray Disc），ＤＶＤ，ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【００５０】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送することができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の一形態である熱流体シミュレーション装置の機能の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態である熱流体シミュレーション方法の工程を表したフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態における開口作成工程の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に適用される引き伸し長の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に適用される引き伸し長の他の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に適用される引き伸し長の更の他の説明図である。
【図７】本発明の実施形態により作製する開口部分３次元形状の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に適用する属性定義面の説明図である。
【図９】本発明の効果検証例における開口作成前形状の一例を示した斜視図である。
【図１０】本発明の効果検証例における開口輪郭形状の一例を示した斜視図である。
【図１１】本発明の効果検証例における開口作成後形状の一例を示した斜視図である。
【図１２】本発明の効果検証例における開口部分形状の一例を示した斜視図である。
【図１３】本発明の効果検証例における開口作成後形状と開口部分形状の一例を示した斜視図である。
【図１４】本発明の実施の一形態である３次元形状入力装置の機能の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の一形態である３次元形状入力方法の工程を表したフローチャートである。
【図１６】３次元ＣＡＤプログラムで開口のある３次元形状作成する一般的方法を示した説明図である。
【図１７】電器製品の通風孔の一例を示す概念図である。
【図１８】電器製品の通風孔の他の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…熱流体シミュレーション装置、１０…制御部、１１…入力部、１２…表示部、１３…出力部、２１…３次元情報インポート部、２２…２次元情報インポート部、２３…開口処理部、２４…属性定義部、２５…シミュレーション前処理部、２６…シミュレーション計算処理部、２７…シミュレーション後処理部、２７…検査面結果処理部、２８…検査面結果出力部、５１…開口、１０１…３次元形状、１０２…２次元輪郭形状、１０３…開口用カッター３次元形状、１０７…形状特徴点、１０８…開口開き３次元形状、１０９…開口部分３次元形状、１１０…直線、１１１…交点、１１２…交点、１２１…表側面、１２２…裏側面、１２３…中間面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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