(57)【要約】【課題】ソリッドデータ間の隙間を自動的に閉空間にでき、流体通路の体積メッシュを簡単に生成できる設計支援技術の提供を課題とする。【解決手段】ソリッドデータの読込手段１１と、隙間を閉空間にする閾値を設定する閾値設定手段１２と、ソリッドデータのオフセットデータ生成手段１３と、ソリッドデータとオフセットデータとが交差する線を示す交差線を生成する交差線生成手段１４と、隙間を削除する削除手段１５と、ソリッドデータに表面メッシュを生成する第１表面メッシュ生成手段１６と、表面メッシュのフリーエッジを検出するフリーエッジ検出手段１７と、ソリッドデータ間で互いに接近するフリーエッジ間に表面メッシュを生成する第２表面メッシュ生成手段１８と、表面メッシュによって囲まれる範囲に表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成する体積メッシュ生成手段１９と、を備える。【選択図】図１
2010072806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部材がその接合部間に隙間をあけて配置され、前記複数の構成部材が前記隙間に充填される接合材料によって接合されると共に、前記隙間に連続し且つ流体が通過する流体通路を有する複合部材における前記複数の構成部材のソリッドデータを読み込む読込手段と、
前記複数のソリッドデータにおける前記隙間のそれぞれについて閉空間にすべき部分を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力手段と、
前記複数のソリッドデータのそれぞれについてその外周面を外側に前記閾値分だけずらして、複数のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成手段と、
前記複数のソリッドデータのうち互いに接合される２つのソリッドデータの組み合わせについて、一方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の内壁面と、他方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第１の交差線を生成すると共に、他方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の前記内壁面と、一方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第２の交差線を生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う交差線生成手段と、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち前記第１又は第２の交差線から、又は前記第１又は第２の交差線より前記流体通路側の任意の位置から、前記隙間における前記流体通路の反対側の端縁までの範囲を削除する処理を、全ての前記組み合わせについて行う削除手段と、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち、前記削除した範囲以外の部分に第１の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第１の表面メッシュ生成手段と、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュのフリーエッジを検出するフリーエッジ検出手段と、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記ソリッドデータ間で互いに最接近する前記フリーエッジの間に第２の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第２の表面メッシュ生成手段と、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュ及び前記第２の表面メッシュによって囲まれる前記実肉部又は前記流体通路の少なくとも一方に、前記第１及び第２の表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成する体積メッシュ生成手段と、
を備える設計支援装置。
【請求項２】
コンピュータが、
複数の構成部材がその接合部間に隙間をあけて配置され、前記複数の構成部材が前記隙間に充填される接合材料によって接合されると共に、前記隙間に連続し且つ流体が通過する流体通路を有する複合部材における前記複数の構成部材のソリッドデータを読み込む読込ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記隙間のそれぞれについて閉空間にすべき部分を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力ステップと、
前記複数のソリッドデータのそれぞれについてその外周面を外側に前記閾値分だけずらして、複数のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータのうち互いに接合される２つのソリッドデータの組み合わせについて、一方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の内壁面と、他方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第１の交差線を生成すると共に、他方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の前記内壁面と、一方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第２の交差線を生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う交差線生成ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち前記第１又は第２の交差線より前記流体通路側の位置であって指定を受け又は予め設定された位置から、前記隙間における前記流体通路の反対側の端縁までの範囲を削除する処理を、全ての前記組み合わせについて行う削除ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち、前記削除した範囲以外の部分に第１の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第１の表面メッシュ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュのフリーエッジを検出するフリーエッジ検出ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記ソリッドデータ間で互いに最接近する前記フリーエッジの間に第２の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第２の表面メッシュ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュ及び前記第２の表面メッシュによって囲まれる前記実肉部又は前記流体通路の少なくとも一方に、前記第１及び第２の表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成する体積メッシュ生成ステップと、
を実行する設計支援方法。
【請求項３】
コンピュータに、
複数の構成部材がその接合部間に隙間をあけて配置され、前記複数の構成部材が前記隙間に充填される接合材料によって接合されると共に、前記隙間に連続し且つ流体が通過する流体通路を有する複合部材における前記複数の構成部材のソリッドデータを読み込む読込ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記隙間のそれぞれについて閉空間にすべき部分を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力ステップと、
前記複数のソリッドデータのそれぞれについてその外周面を外側に前記閾値分だけずらして、複数のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータのうち互いに接合される２つのソリッドデータの組み合わせについて、一方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の内壁面と、他方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第１の交差線を生成すると共に、他方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の前記内壁面と、一方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第２の交差線を生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う交差線生成ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち前記第１又は第２の交差線より前記流体通路側の位置であって指定を受け又は予め設定された位置から、前記隙間における前記流体通路の反対側の端縁までの範囲を削除する処理を、全ての前記組み合わせについて行う削除ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち、前記削除した範囲以外の部分に第１の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第１の表面メッシュ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュのフリーエッジを検出するフリーエッジ検出ステップと、
前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記ソリッドデータ間で互いに最接近する前記フリーエッジの間に第２の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第２の表面メッシュ生成ステップと、
前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュ及び前記第２の表面メッシュによって囲まれる前記実肉部又は前記流体通路の少なくとも一方に、前記第１及び第２の表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成する体積メッシュ生成ステップと、
を実行させる設計支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のエキゾーストマニホールドは複数の構成部材を有し、これらの構成部材の接合部を接合することにより形成される。従来、エキゾーストマニホールドの実肉部又は排気通路内の排気の特性解析を行う場合、エキゾーストマニホールドにおける複数の構成部材のソリッドデータを用意し、これらのソリッドデータをＣＡＤによって一体化してエキゾーストマニホールドのソリッドデータを生成し、このソリッドデータの実肉部又は排気通路に体積メッシュを生成し、この体積メッシュを用いて解析計算をするのが一般的であった。これはエキゾーストマニホールドに限らず、複数の構成部材を接合部間に隙間をあけて接合し、且つ隙間に連続する流体通路等の空洞部を有する複合部材の実肉部又は流体通路内の流体の特性解析を行う場合も同様である。
【０００３】
しかし、従来の技術では、複合部材の各構成部材における接合部を例えば溶接で接合する場合のように、構成部材の接合部間に溶接材料等を充填するための隙間がある場合でも、この隙間を無視して構成部材のソリッドデータにおける接合部を直接接合することにより複合部材のソリッドデータを生成していた。このため、実際の複合部材と異なるソリッドデータが生成されてしまい、解析計算の精度が低下するおそれがあった。
【０００４】
このような問題を解決するため、本発明の出願人によって、複数の構成部材におけるソリッドデータの接合部間に実際と同じ隙間を設け、この隙間を閉空間とする処理を行って複合部材のソリッドデータを生成し、このソリッドデータに体積メッシュを生成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−３３５２８号公報
【特許文献２】特開２００７−９４４５６号公報
【特許文献３】特開２００６−１１３８０２号公報
【特許文献４】特開２００５−２８４６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１の技術では、構成部材のソリッドデータにおける接合部間の隙間を閉空間とする処理を行うとき、オペレータの指定によって閉空間とすべき部分を指定していたので、操作が面倒になると共に作業工数が増大するという問題があった。また、この特許文献１の技術では、複合部材内の流体通路に体積メッシュを生成することはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、複数の構成部材におけるソリッドデータの接合部間における隙間の一部又は全部を自動的に閉空間にでき、且つ複合部材内の流体通路の体積メッシュを簡単に生成できる設計支援技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、複数の構成部材がその接合部間に隙間をあけて配置され、前記複数の構成部材が前記隙間に充填される接合材料によって接合されると共に、前記隙間に連続し且つ流体が通過する流体通路を有する複合部材における前記複数の構成部材のソリッドデータを読み込む読込手段と、前記複数のソリッドデータにおける前記隙間のそれぞれ
について閉空間にすべき部分を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力手段と、前記複数のソリッドデータのそれぞれについてその外周面を外側に前記閾値分だけずらして、複数のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成手段と、前記複数のソリッドデータのうち互いに接合される２つのソリッドデータの組み合わせについて、一方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の内壁面と、他方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第１の交差線を生成すると共に、他方の前記ソリッドデータにおける前記隙間の前記内壁面と、一方の前記ソリッドデータに対応する前記オフセットデータにおける前記隙間の前記内壁面に相当する面とが交差する線を示す第２の交差線を生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う交差線生成手段と、前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち前記第１又は第２の交差線より前記流体通路側の位置であって指定を受け又は予め設定された位置から、前記隙間における前記流体通路の反対側の端縁までの範囲を削除する処理を、全ての前記組み合わせについて行う削除手段と、前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記隙間の前記内壁面のうち、前記削除した範囲以外の部分に第１の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第１の表面メッシュ生成手段と、前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュのフリーエッジを検出するフリーエッジ検出手段と、前記２つのソリッドデータの組み合わせについて、前記ソリッドデータ間で互いに最接近する前記フリーエッジの間に第２の表面メッシュを生成する処理を、全ての前記組み合わせについて行う第２の表面メッシュ生成手段と、前記複数のソリッドデータにおける前記第１の表面メッシュ及び前記第２の表面メッシュによって囲まれる前記実肉部又は前記流体通路の少なくとも一方に、前記第１及び第２の表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成する体積メッシュ生成手段と、を備える。
【０００８】
ソリッドデータとは、中実、即ち中身の詰まった立体（ソリッドモデル）の３次元ＣＡＤデータをいう。また、ソリッドモデルは、面が閉じている、体積を持つ、内側と外側を区別する情報を有している、という特性を有している。表面メッシュはサーフェスモデルに生成する有限要素、例えばシェル要素によって分割されている。また、体積メッシュはソリッドモデルに生成する有限要素、例えば連続体要素（ソリッド）によって分割されている。
【０００９】
本発明によれば、複数の構成部材のソリッドデータにおける接合部間の隙間を自動的に閉空間にできる。これにより、複数のソリッドデータの実肉部又は流体通路の体積メッシュを簡単に生成でき、操作性の向上及び作業工数の低減が可能となる。
【００１０】
また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等が上記いずれかの処理を実行する方法であってもよい。また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等に、以上のいずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録したものであってもよい。
【００１１】
ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。
【００１２】
このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、８mmテープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複合部材の複数の構成部材に対するソリッドデータの接合部間の隙間における一部又は全部を自動的に閉空間にできるので、実肉部又は流体通路の一方又は両方に体積メッシュを簡単に生成できると共に、操作性の向上及び作業工数の低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る設計支援技術について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。
【００１５】
図１は、本実施形態の設計支援装置１を示す。この設計支援装置１は、複合部材であるエキゾーストマニホールドの実肉部又は流体通路の少なくとも一方、本実施形態では、両方の体積メッシュを生成するものである。なお、以下の説明では、説明を簡単にするためエキゾーストマニホールド及びその各部位の符号と、それに対応するソリッドデータの符号は同一とする。
【００１６】
図２は、エキゾーストマニホールド２０を示す。このエキゾーストマニホールド２０は、エンジンのシリンダヘッド３０における複数個、本実施形態では４個の排気ポート３１にそれぞれ接続される４個の分岐管２０Ａと、これらの分岐管２０Ａを集合する集合管２０Ｂとを有している。集合管２０Ｂには、エキゾーストパイプ３２が接続される。
【００１７】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、エキゾーストマニホールド２０を構成する複数個、本実施形態では２個の第１及び第２構成部材２１，２２を示す。このエキゾーストマニホールド２０は、第１及び第２構成部材２１，２２の接合部２１ａ，２２ａを溶接接合することにより形成される。第１及び第２構成部材２１，２２は中央部が円弧状に湾曲形成され、その両側の接合部２１ａ，２２ａが中央部と反対方向に湾曲している。また、第１及び第２構成部材２１，２２は、それぞれの中央部が相手側に対して凹になるように配置されている。第１及び第２構成部材２１，２２の間には、排気が通過する断面円状の流体通路２５が形成されている。
【００１８】
また、第１及び第２構成部材２１，２２の両側の接合部２１ａ，２２ａ間には、溶接材料（図示せず）を充填するための隙間２６が設けられる。この隙間２６は、流体通路２５側に向けて徐々に大きくなる。隙間２６の前記内壁面２６ａと流体通路２５の内壁面２５ａとの接続部は、円弧状に形成されている。
【００１９】
図１の設計支援装置１は、エキゾーストマニホールド２０を構成する第１及び第２構成部材の第１及び第２ソリッドデータ２１，２２（図３参照）を読み込む読込手段１１と、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における接合部２１ａ，２２ａ間の隙間２６のそれぞれについて、一部又は全部を閉空間にするべくその範囲を設定するための閾値ｋを設定する閾値設定手段１２と、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２のそれぞれについてその外周面２１ｃ，２２ｃ（図３参照）を少なくとも閾値ｋだけ外側にずらして第１及び第２オフセットデータ４１，４２（図４参照）を生成するオフセットデータ生成手段１３と、を備えている。
【００２０】
また、この設計支援装置１は、第１又は第２ソリッドデータ２１，２２の外周面２１ｃ，２２ｃと、第２又は第１オフセットデータ５１，４１の外周面４２ａ，４１ａとが交差する線を示す第１及び第２交差線４３，４４を生成する交差線生成手段１４と、隙間２６の内壁面２６ａ，２６ａ（図４参照）のうち一部又は全部の範囲を削除する削除手段１５と、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における外周面２１ｃ，２２ｃのうち、削除した範囲以外の部分に第１表面メッシュ５０，５１（図６参照）を生成する第１表面メッ
シュ生成手段１６と、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２のそれぞれについて第１表面メッシュ５０，５１のフリーエッジ５０ｃ，５０ｄ又は５１ｃ，５１ｄ（図６参照）を検出するフリーエッジ検出手段１７と、を備えている。
【００２１】
更に、この設計支援装置１は、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２間で互いに最接近するフリーエッジ５０ｃ，５１ｃ又は５０ｄ，５１ｄ間に第２表面メッシュ５３，５４（図９参照）を生成する第２表面メッシュ生成手段１８と、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における第１表面メッシュ５０，５１及び第２表面メッシュ５３，５４によって囲まれる実肉部２４又は流体通路２５（図９参照）の少なくとも一方に、第１及び第２表面メッシュ５０，５１及び５３，５４と節点を共通にする体積メッシュ５５，５６（図９参照）を生成する体積メッシュ生成手段１９と、を備えている。
【００２２】
設計支援装置１は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、表示装置、入力装置（例えば、ポインティングデバイス、キーボード）等を有するコンピュータ上でコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００２３】
次に、上記各構成要素について説明する。図１の読込手段１１は、図３に示すように、入力を受け又は予めハードディスク等に記憶されている第１及び第２ソリッドデータ２１，２２を読み込む。図１の閾値設定手段１２は、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２間の隙間２６のうち互いに対向する前記内壁面２６ａ，２６ａ間の間隔が過小な部分を閉空間とするための閾値ｋとして、入力され又は予めハードディスク等に記憶されている値を設定する。
【００２４】
仮に、隙間２６の内壁面２６ａ，２６ａ間の過小な部分を閉空間としなかった場合には、流体通路２５内の排気の特性を解析する際に、この過小な部分を流れる排気についても特性解析を行うことになる。しかし、このように内壁面２６ａ，２６ａ間の過小な隙間２６内の排気の特性を解析するための計算は、途中で発散してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、隙間２６の過小な部分を閉空間とするので解析計算が発散するのを回避できる。
【００２５】
オフセットデータ生成手段１３は、図４に示すように、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における外周面２１ｃ，２２ｃに多数の点（図示せず）を設定し、これらの多数の点をその点の周囲の面に対する法線方向、且つ外側に閾値ｋだけずらし、ずらした多数の点を通るスプライン曲面を生成する。そして、第１ソリッドデータ２１に対応するスプライン曲面（図４中の破線で示す）を第１オフセットデータ４１とし、第２ソリッドデータに対応するスプライン曲面（図４中に一点鎖線で示す）を第２オフセットデータ４２とする。
【００２６】
交差線生成手段１４は、図４に示すように、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２のうち一方、ここでは第１ソリッドデータ２１における隙間２６の前記内壁面２６ａと、他方の第２ソリッドデータ２２に対応するオフセットデータ４２における隙間２６の内壁面２６ａに相当する面４２ａとが交差する線を示す第１交差線４３を生成すると共に、他方の第２ソリッドデータ２２における隙間２６の内壁面２６ａと、一方の第１ソリッドデータ２１に対応するオフセットデータ４１における隙間２６の内壁面２６ａに相当する面４１ａとが交差する線を示す第２交差線４４を生成する。第１及び第２交差線４３，４４はスプライン曲線である。
【００２７】
削除手段１５は、図５に示すように、隙間２６の内壁面２６ａ，２６ａのうち、第１又は第２交差線４３,４４、或いは第１又は第２交差線４３，４４より流体通路２５側の任
意の位置から、隙間２６の端縁２６ｂまでの範囲を削除する。なお、上記任意の位置は、
予め設定し、又は入力を受けることにより設定できる。本実施形態では、削除手段１５は内壁面２６ａ，２６ａのうち、第１又は第２交差線４３，４４から隙間２６の端縁２６ｂまでの範囲を削除する。
【００２８】
第１表面メッシュ生成手段１６は、図６に示すように、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における外周面２１ｃ，２２ｃのうち、削除手段１５によって削除した範囲（隙間２６の前記内壁面２６ａ，２６ａの一部）を除く部分に、予め定められ又は入力されたメッシュサイズに基づいて、第１表面メッシュ５０，５１を生成する。なお、図６中の黒丸で示す点５０ａ，５１ａ、及び白丸で示す点５０ｂ，５１ｂは節点を示す。
【００２９】
第１表面メッシュ５０，５１、及び後述の第２表面メッシュ５３，５４は、応力解析で一般に使用される要素ファミリーの一つであるシェル要素によって分割されている。要素ファミリーは、主として幾何学的な特性によって分類されている。この要素ファミリーには、図７に示すように、連続体要素（ソリッド）、シェル要素、はり要素、剛体要素、膜要素、無限要素、結合要素（バネ、ダッシュボード）、トラス要素がある。
【００３０】
各要素には、図７中に黒丸で示すように、節点が設けられる。図８（ａ），（ｂ）は、連続体要素（ソリッド）の節点の一例を示す。図８（ａ）は、線形要素の節点（８節点れんが型，Ｃ３Ｄ８）を示す。また、図８（ｂ）は、２次要素の節点（２０節点れんが型、Ｃ３Ｄ２）を示す。本実施形態の体積メッシュ５５，５６は、連続体要素（ソリッド）によって分割されている。
【００３１】
図１のフリーエッジ検出手段１７は、図６に示すように、第１及び第２表面メッシュ５０，５１のフリーエッジ５０ｃ，５０ｄ及び５１ｃ，５１ｄを検出する。これらのフリーエッジ５０ｃ，５０ｄ及び５１ｃ，５１ｄは、第１及び第２表面メッシュ５０，５１の多数の面要素のうち、一辺が他の面要素と共通でない面要素の当該一辺を連続したものである。
【００３２】
第２表面メッシュ生成手段１８は、図９に示すように、第１ソリッドデータ２１の第１表面メッシュ５０における両側のフリーエッジ５０ｃ又は５０ｄと、第２ソリッドデータ２２における第１表面メッシュ５１のフリーエッジ５１ｃ又は５１ｄのうち、最も近い位置にあるフリーエッジ５１ｃ又は５１ｄとの間に仮想平面を想定し、この仮想平面に対して第２表面メッシュ５３，５４を生成する。
【００３３】
本実施形態では第１表面メッシュ５０のフリーエッジ５０ｃと第２表面メッシュ５１のフリーエッジ５１ｃとの間、及び第１表面メッシュ５０のフリーエッジ５０ｄと第２表面メッシュ５１のフリーエッジ５１ｄとの間に仮想平面を想定し、この仮想平面に対して第２表面メッシュ５３，５４を生成する。第２表面メッシュ５３，５４は、第１表面メッシュ５０，５１の節点５０ａ，５１ａを共有している。これにより、隙間２６の全部又は一部、本実施形態では隙間２６の一部が、第１ソリッドデータ２１及び第２ソリッドデータ２２の実肉部２４に連続した閉空間になる。
【００３４】
体積メッシュ生成手段１９は、図９に示すように、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２の外周面２１ｃ，２２ｃに生成された第１表面メッシュ５０，５１と、第１表面メッシュ５０，５１のフリーエッジ５０ｃ，５１ｃ間、及びフリーエッジ５０ｄ，５１ｄ間に生成された第２表面メッシュ５３，５４とによって囲まれる範囲、すなわち第１及び第２ソリッドデータ２１，２２の実肉部２４、及び第１及び第２ソリッドデータ２１，２２間の流体通路２５に、第１表面メッシュ５０，５１及び第２表面メッシュ５３，５４の節点５０ａ，５１ａを共有する体積メッシュ５５，５６を生成する。
【００３５】
図１０は、設計支援装置１の処理フローを示す。ここでは、まず、読込手段１１は、複数のソリッドデータ、本実施形態では第１及び第２ソリッドデータ２１，２２を読み込む（Ｓ１）。次に、閾値設定手段１２は、隙間２６のうち閉空間とすべき部分を設定するための閾値ｋを設定する（Ｓ２）。次に、オフセットデータ生成手段１３は、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２のオフセットデータ４１，４２を生成する（Ｓ３）。次に、第１及び第２交差線生成手段１４は、第１及び第２交差線４３，４４を生成する（Ｓ４）。
【００３６】
次に、削除手段１５は、隙間２６の内壁面２６ａ，２６ａのうち第１又は第２交差線４３，４４から隙間２６の端縁２６ｂまでの範囲を削除する（Ｓ５）。次に、第１表面メッシュ生成手段１６は、削除された範囲を除く第１及び第２ソリッドデータ２１，２２の外周面２１ｃ，２２ｃに第１メッシュ５１を生成する（Ｓ６）。次に、フリーエッジ検出手段１７は、第１表面メッシュ５０，５１のフリーエッジ５０ｃ，５０ｄ，５１ｃ，５１ｄを検出する（Ｓ７）。次に、第２表面メッシュ生成手段１８は、フリーエッジ５０ｃ，５１ｃ間、及びフリーエッジ５０ｄ，５１ｄ間に第２表面メッシュ５３，５４を生成する（Ｓ８）。次に、体積メッシュ生成手段１９は、第１表面メッシュ５０，５１及び第２表面メッシュ５３，５４で囲まれる範囲に、体積メッシュ５５,５６を生成する（Ｓ９）。こ
れにより、処理が終了する。
【００３７】
この設計支援装置１によれば、エキゾーストマニホールド２０における構成部材のソリッドデータである第１及び第２ソリッドデータ２１，２２を用いて、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における接合部２１ａ，２２ａ間の隙間２６の一部又は全部を自動的に閉空間にできる。従って、従来のように隙間のうち閉空間にすべき範囲を設定するためにオペレータ等による入力操作を省略できるので、操作性が向上すると共に、作業工数を低減できる。また、エキゾーストマニホールド２０の実肉部２４又は流体通路２５の一方又は両方に体積メッシュ５５又は５６を簡単に生成できる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２の実肉部２４及び流体通路２５の両方に体積メッシュ５５，５６を生成したが、実肉部２４又は流体通路２５の何れか一方に体積メッシュ５５又は５６を生成できる。流体通路２５に体積メッシュ５６生成する場合は、第１表面メッシュ生成手段１６は、第１及び第２ソリッドデータ２１，２２における流体通路２５の内壁面２５ａ、及び隙間２６の内壁面２６ａのうち削除された範囲を除く部分に第１表面メッシュ５０，５１を生成し、以下上記と同様の処理をすればよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、隙間２６の内壁面２６ａ，２６ａが曲面で、且つ内壁面２６ａ，２６ａの間隔が閾値ｋを挟んで大から小まで変化する場合に、第１及び第２交差線４３，４４を生成する場合について説明したが、図１１に示すように、曲面部材６１と平面部材６２との間に隙間６３があり、この隙間６３の内壁面６１ａ，６２ａ間の間隔が閾値ｋを挟んで大から小まで変化する場合についても上記実施形態と同様にして第１及び第２交差線６６，６７を生成できる。
【００４０】
すなわち、図１１の場合は、オフセットデータ生成手段１３は、隙間６３の内壁面６１ａ，６２ａを外側に且つ法線方向に閾値ｋだけずらしてオフセットデータ６４，６５を生成する。次に、交差線生成手段１４は、曲面部材６１の内壁面６１ａ又は平面部材６２の内壁面６２ａと、相手側のオフセットデータ６５，６４における内壁面６２ａ，６１ａに相当する面６５ａ，６４ａとの交差線を示す第１及び第２交差線６６，６７を生成する。この場合、削除手段１５は、内壁面６１ａ，６２ａのうち第１又は第２交線６６，６７から、内壁面６１ａ，６２ａ間の間隔が小さくなる方の範囲を削除する。
【００４１】
また、図１２に示すように、互いに対向する所定の長さの平面部材７１，７２の間に隙
間７３があり、この隙間７３の内壁面７１ａ，７２ａ間の間隔が一定で且つ閾値ｋより小さく、更に平面部材７１，７２の内壁面７１ａ，７２ａの両側の端縁から、内壁面７１ａ，７２ａに交差する方向（例えば、直交する方向。）の外側に側端面７１ｂ，７２ｂが延びている場合には、オフセットデータ生成手段１３は、内壁面７１ａ，７２ａ及び側端面７１ｂ，７２ｂを外側且つ法線方向に閾値ｋだけずらしてオフセットデータ７６，７７を生成する。
【００４２】
次に、交差線生成手段１４は、一方の平面部材７１の内壁面７１ａ及び側端面７１ｂと、他方の平面部材７２に対応するオフセットデータ７７の内壁面７２ａに相当する面７７ａ及び側端面７２ｂに相当する面７７ｂとが交差する線を示す第１交差線７８，７９を生成する。また、他方の平面部材７２対しても、上記と同様な処理で第２交差線８０，８１を生成する。
【００４３】
このように、図１２の場合は隙間７３が全体的に閾値ｋより小さいので、その全部を閉空間とするために、平面部材７１，７２側にそれぞれ２つの第１交差線７８，７９又は第２交差線８０，８１を生成し、隙間７３の全部を閉空間とする。このため、削除手段１５は、平面部材７１の前記内壁面７１ａ及び側端面７１ｂのうち、第１交差線７８，７９間の範囲、及び平面部材７２の第２交差線８０，８１間の範囲を削除する。なお、図１２中の符号７２ａは平面部材７２の内壁面、７２ｂは側端面、７６ａはオフセットデータ７６の内壁面７１ａに相当する面、７６ｂは側端面７１ｂに相当する面である。
【００４４】
また、上記実施形態では、複合部材であるエキゾーストマニホールド２０が２つの構成部材を有する場合について説明したが、この設計支援装置１は、３つ以上の構成部材を接合することにより形成され、これらの構成部材の接合部間に隙間を有し、構成部材間に隙間に連続する流体通路を有する複合部材についても適用できる。
【００４５】
この場合は、複数の構成部材のソリッドデータから、互いに接合される２つのソリッドデータの組み合わせを取り出し、上記実施形態と同様に隙間の一部又は全部を閉空間とするための一連の処理を行い、この処理を全ての組み合わせについて行うことにより全てのソリッドデータ間の隙間の全部又は一部を閉空間とする。そして、各ソリッドデータの外周面又は流体通路の内壁面に第１及び第２表面メッシュを生成し、第１表面メッシュ及び第２表面メッシュによって囲まれる範囲（実肉部又は流体通路の少なくとも一方）に、第１表面メッシュ及び第２表面メッシュと節点を共通にする体積メッシュを生成すればよい。
【００４６】
また、本発明は、以上のいずれかの処理をコンピュータに実行させるプログラムであってもよい。また、本発明は、そのような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、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリカード等であってもよい。また、本発明は、コンピュータがそのような処理を実行する方法として実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る設計支援装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエキゾーストマニホールドを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第１及び第２ソリッドデータを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るオフセットデータ、及び第１及び第２交差線を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る隙間の内壁面を削除する方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第１表面メッシュ、及びそのフリーエッジを示す図である。
【図７】一般的な要素ファミリーを示す図である。
【図８】ソリッドモデルにおける節点の態様を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る第２表面メッシュ、及び体積メッシュを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る処理フローを示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る隙間が曲面部材と平面部材との間に形成される場合に、第１及び第２交差線を生成する方法を説明する図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る隙間が平面部材間に形成され、且つ隙間が一定で閾値より小さい場合に、第１及び第２交差線を生成する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  設計支援装置
１１  読込手段
１２  閾値設定手段
１３  オフセットデータ生成手段
１４  交差線生成手段
１５  削除手段
１６  第１表面メッシュ生成手段
１７  フリーエッジ検出手段
１８  第２表面メッシュ生成手段
１９  体積メッシュ生成手段
２０  エキゾーストマニホールド
２０Ａ  分岐管
２０Ｂ  集合管
２１ｃ，２２ｃ  第１及び第２ソリッドの外周面
２１  第１構成部材（第１ソリッドデータ）
２２  第２構成部材（第２ソリッドデータ）
２１ａ，２２ａ  接合部
２１ｃ，２２ｃ  外周面
２４  実肉部
２５  流体通路
２５ａ  流体通路の前記内壁面
２６  隙間
２６ａ  隙間の前記内壁面
２６ｂ  隙間の端縁
３０  シリンダヘッド
３１  排気ポート
３２  エキゾーストパイプ
４１，４２  オフセットデータ
４１ａ，４２ａ  隙間の前記内壁面に相当する面
４３  第１交差線
４４  第２交差線
５０，５１  第１表面メッシュ
５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂ  節点
５０ｃ，５０ｄ，５１ｃ，５１ｄ  フリーエッジ
５０，５１  第１表面メッシュ
５３，５４  第２表面メッシュ
５５，５６  体積メッシュ
ｋ  閾値
【図１】
2010072806.tif 000003
【図２】
2010072806.tif 000004
【図３】
2010072806.tif 000005
【図４】
2010072806.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010072806.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2010072806.tif 000011
【図１０】
2010072806.tif 000012
【図１１】
2010072806.tif 000013
【図１２】
2010072806.tif 000014