(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理プログラムであって、
ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を表示する表示制御モジュールと、
前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成する解析条件データ生成モジュールと、
前記生成した解析条件データを出力する出力モジュールと、
を備え、
前記解析条件設定画面の変動条件入力領域は、前記構造体の節点情報と変動方向と変動種別と前記変動元条件データの変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置している、情報処理プログラム。
【請求項２】
前記解析条件データ生成モジュールは、前記解析条件データを生成するに際して、変動値の時間値及び／又は周波数値と該変動値とを各変動項目ごとに配列して表示可能な変動元条件データから、ＣＡＥ解析実行プログラムに定義され該時間値及び／又は周波数値と該変動値とが混在して配列して表示される前記解析条件データを、該時間値及び／又は周波数値と該変動値との配列を組み替えることにより該解析条件データを生成する、請求項１に記載の情報処理プログラム。
【請求項３】
前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析を行う種別を設定する解析種別設定領域と、前記解析種別に対応する前記構造体の拘束条件を入力可能な拘束条件付加入力欄と、が配置されており、
前記解析条件データ生成モジュールは、前記解析種別設定領域で解析種別がユーザーにより設定され、前記拘束条件付加入力欄に拘束条件がユーザーにより入力されたあと、該設定された解析種別と、該入力された拘束条件とを用いて前記解析条件データを生成する、請求項１又は２に記載の情報処理プログラム。
【請求項４】
前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析の計算を行う範囲を設定する計算範囲設定領域と、ＣＡＥ解析を実行した計算結果のデータ容量の予測値である予測容量を表示する予測容量表示欄とが配置されており、
前記解析条件データ生成モジュールは、前記計算範囲設定領域で前記計算範囲がユーザーにより入力されると、計算範囲と予測容量との対応関係を含む予測容量対応情報と、前記計算範囲とを用いて、該計算範囲に対応する予測容量を求め、
前記表示制御モジュールは、該求めた予測容量を前記予測容量表示欄に表示させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報処理プログラム。
【請求項５】
前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析により出力する内容を設定する出力要素設定領域が配置されており、
前記解析条件データ生成モジュールは、前記出力要素設定領域で前記出力要素がユーザ
ーにより入力されたあと、前記予測容量対応情報と、前記計算範囲と、前記出力要素の情報を用いて、該計算範囲に対応する予測容量を求める、請求項４に記載の情報処理プログラム。
【請求項６】
前記解析条件設定画面には、現在入力されているＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用い、変動項目及び変動値に関する情報を格納した変動条件データを保存実行する保存実行キー、が配置されており、
前記解析条件データ生成モジュールは、前記変動条件入力領域に対して、前記変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が入力され前記保存実行キーが押下されると、現在入力されているＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用いて変動条件データを作成し、保存する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報処理プログラム。
【請求項７】
前記解析条件設定画面には、既に保存されている前記変動条件データを読み出す読出実行キー、が配置されており、
前記解析条件データ生成モジュールは、前記読出実行キーが押下されると、前記保存されている変動条件データに格納されている前記変動項目及び変動値に関する情報を読み出し、該読み出した情報を前記変動条件入力領域へ入力する、請求項６に記載の情報処理プログラム。
【請求項８】
前記解析条件設定画面は、ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、ＣＡＥ解析を行う種別を設定する解析種別設定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、ＣＡＥ解析の計算を行う範囲を設定する計算範囲設定領域と、ＣＡＥ解析により出力する内容を設定する出力要素設定領域と、を含み、前記構造体データ指定領域、前記解析種別設定領域、前記変動条件入力領域及び、前記計算範囲設定領域又は前記出力要素設定領域の入力手順に従って１つの画面に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の情報処理プログラム。
【請求項９】
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理方法であって、
（ａ）ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を表示するステップと、
（ｂ）前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成するステップと、
前記生成した解析条件データを出力するステップと、
を含み、
前記解析条件設定画面の変動条件入力領域は、前記構造体の節点情報と変動方向と変動種別と前記変動元条件データの変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置している、情報処理方法。
【請求項１０】
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理装置であって、
画像を表示する表示手段と、
ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体デー
タ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成する解析条件データ生成手段と、
前記生成した解析条件データを出力する出力手段と、
を備え、
前記解析条件設定画面の変動条件入力領域は、前記構造体の節点情報と変動方向と変動種別と前記変動元条件データの変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置している、情報処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の情報処理装置であって、
前記解析条件データと前記構造体データとを用いて有限要素法により前記構造体をＣＡＥ解析するＣＡＥ解析実行手段、を備えた情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理プログラム、情報処理方法及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報処理装置としては、シミュレーションの対象となるオブジェクトの構造強度を計算する強度計算シミュレータや強度計算した結果を解析する解析ツール、オブジェクト周りの流体計算を行う流体計算シミュレータなど複数のアプリケーションツールに対してコマンドを発行するシステムエージェントを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、システムエージェントが、ユーザーの入力した要求を、予め定められたルールに基づいて、その要求に応じたアプリケーションツールの入力フォーマットに書き換え、書き換えた内容をアプリケーションツールに発行する。このため、ユーザーがツールの詳細な仕様を知らなくとも、シミュレーションを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０２９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、オブジェクトの構造強度など、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析を実行する際には、例えば、時間経過又は周波数と変位とを解析条件として与え、その解析条件に基づいて構造体の変化などを市販のシミュレーションプログラムにより解析することがある。このような場合、シミュレーションプログラムで定義されている形式で解析条件のデータを作成する必要があり、データの並びなどに専門的な知識を要したり、解析条件データの作成に長時間かかるなど、ＣＡＥ解析を実行することが容易でないことがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる情報処理プログラム、情報処理方法及び情報処理装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の情報処理プログラムは、
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理プログラムであって、
ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を表示する表示制御モジュールと、
前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成する解析条件データ生成モジュールと、
前記生成した解析条件データを出力する出力モジュールと、
を備えたものである。
【０００８】
この情報処理プログラムは、構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を表示する。次に、解析条件設定画面において、構造体データがユーザーにより指定され、変動項目、変動値などの変動条件がユーザーにより入力されたあと、入力内容と変動元条件データとに基づいて、ユーザーが認識可能な形式の変動元条件データを解析条件データの形式に変更して生成する。そして、生成した解析条件データを出力する。このように、ユーザーが認識可能である形式の変動元条件データを用いるため、より容易に変動元条件データを作成することができる。また、変動元条件データからＣＡＥ解析実行プログラムの形式に合わせて解析条件データを出力するため、例えばユーザーが手作業で行うのに比して、より容易に解析条件データを作成することができる。したがって、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。ここで、変動元条件データは、人工的に作成されたデータとしてもよいし、実際の構造体を測定して得られたデータとしてもよい。また、変動項目は、変動値が与えられる構造体の位置と対応しているものとしてもよい。
【０００９】
なお、本発明の情報処理プログラムは、１以上のコンピュータに実現させるものとしてもよい。即ち、この情報処理プログラムは、１つのコンピュータに実行させてもよいし、複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させるものとしてもよい。また、この情報処理プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（例えばハードディスク、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤなど）に記録されていてもよいし、伝送媒体（インターネットやＬＡＮなどの通信網）を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されてもよいし、その他どのような形で授受されてもよい。
【００１０】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件データ生成モジュールは、前記解析条件データを生成するに際して、変動値の時間値及び／又は周波数値と該変動値とを各変動項目ごとに配列して表示可能な変動元条件データから、ＣＡＥ解析実行プログラムに定義され該時間値及び／又は周波数値と該変動値とが混在して配列して表示される前記解析条件データを、該時間値及び／又は周波数値と該変動値との配列を組み替えることにより該解析条件データを生成するものとしてもよい。こうすれば、変動値の時間値や周波数値と変動値との関係などを確認しやすいため、変動元条件データを作成しやすい。また、このように、ＣＡＥ解析実行プログラムに定義された解析条件データが時間値や周波数値と該変動値との配列が混在するという作成が困難である場合に、解析条件データをより容易に作成することができ、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。
【００１１】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件設定画面の変動条件入力領域は、前記構造体の節点情報と変動方向と変動種別と前記変動元条件データの変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置しているものとしてもよい。こうすれば、変動条件の入力位置をユーザーがより確認しやすく、解析条件データをより容易に作成することができ、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。ここで、構造体の節点情報は、変動を加える構造体の位置に対応付けられているものとしてもよい。
【００１２】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析を行う種別を設定する解析種別設定領域と、前記解析種別に対応する前記構造体の拘束条件を入力可能な拘束条件付加入力欄と、が配置されており、前記解析条件データ生成モジュールは、前記解析種別設定領域で解析種別がユーザーにより設定され、前記拘束条件付加入力欄に拘束条件がユーザーにより入力されたあと、該設定された解析種別と、該入力された拘束条件とを用いて前記解析条件データを生成するものとしてもよい。こうすれば、例えば構造体データ側で拘束条件を設定していない場合であっても、解析条件データ側で拘束条件を設定可能であるため、構造体データ側での拘束条件の変更を伴わずに済み、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。
【００１３】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析の計算を行う範囲を設定する計算範囲設定領域と、ＣＡＥ解析を実行した計算結果のデータ容量の予測値である予測容量を表示する予測容量表示欄とが配置されており、前記解析条件データ生成モジュールは、前記計算範囲設定領域で前記計算範囲がユーザーにより入力されると、計算範囲と予測容量との対応関係を含む予測容量対応情報と、前記計算範囲とを用いて、該計算範囲に対応する予測容量を求め、前記表示制御モジュールは、該求めた予測容量を前記予測容量表示欄に表示させるものとしてもよい。ＣＡＥ解析では、計算範囲によっては、計算結果を得るのに予想外に膨大な時間がかかったり、計算結果が予想外に膨大なデータ容量となることがある。ここでは、予測容量対応情報を用いて予測容量を表示するため、専門知識がなくとも計算範囲の妥当性を判断しやすく、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。このとき、前記解析条件設定画面には、ＣＡＥ解析により出力する内容を設定する出力要素設定領域が配置されており、前記解析条件データ生成モジュールは、前記出力要素設定領域で前記出力要素がユーザーにより入力されたあと、前記予測容量対応情報と、前記計算範囲と、前記出力要素の情報を用いて、該計算範囲に対応する予測容量を求めるものとしてもよい。ＣＡＥ解析では、出力要素の種類の大小によっても、計算時間やデータ容量に影響することがある。ここでは、出力要素を加味して予測容量を表示するため、専門知識がなくとも出力要素の妥当性をより判断しやすく、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。ここで、前記予測容量対応情報と、前記計算範囲と、前記出力要素の情報を用いて、該計算範囲に対応する予測容量を求めるに際して、複数の出力要素の各々に対して前記予測容量対応情報と前記計算範囲とを用いて出力要素ごとの予測容量を求め、該予測容量を加算して前記計算結果のデータ容量の予測値である予測容量を求めるものとしてもよい。
【００１４】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件設定画面には、現在入力されているＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用い、変動項目及び変動値に関する情報を格納した変動条件データを保存実行する保存実行キー、が配置されており、前記解析条件データ生成モジュールは、前記変動条件入力領域に対して、前記変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が入力され前記保存実行キーが押下されると、現在入力されているＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用いて変動条件データを作成し、保存するものとしてもよい。こうすれば、現在の変動項目及び変動値をあとで利用することが可能であるため、より容易に解析条件データを作成することができ、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。ここで、「キー」とは、例えば、マウスのクリックやキーボードのエンターキーの押下など、入力装置の選択操作に応じて予め定められた処理を開始するものをいい、例えばボタンやアイコンなどの画像、ハイパーリンクなどの文字などを含む。また、変動条件データは、データを記憶可能な記憶手段に記憶されるものとしてもよい。このとき、前記解析条件設定画面には、既に保存されている前記変動条件データを読み出す読出実行キー、が配置されており、前記解析条件データ生成モジュールは、前記読出実行キーが押下されると、前記保存されている変動条件データに格納されている前記変動項目及び変動値に関する情報を読み出し、該読み出した情報を前記変動条件入力領域へ入力するものとしてもよい。こうすれば、変動条件データを利用して変動項目及び変動値を解析条件データに入力可能であるため、更に容易に解析条件データを作成することができ、ひいては、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。このとき、読出実行キーを押下したのち１以上の変動条件データを選択可能なメニューを表示し該メニューで選択された変動条件データの内容を読み出して変動条件入力領域へ入力するものとしてもよい。
【００１５】
本発明の情報処理プログラムにおいて、前記解析条件設定画面は、ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、ＣＡＥ解析を行う種別を設定する解析種別設定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、ＣＡＥ解析の計算を行う範囲を設定する計算範囲設定領域と、ＣＡＥ解析により出力する内容を設定する出力要素設定領域と、を含み、前記構造体データ指定領域、前記解析種別設定領域、前記変動条件入力領域及び、前記計算範囲設定領域又は前記出力要素設定領域の入力手順に従って１つの画面に配置されているものとしてもよい。こうすれば、各設定値を入力しやすく、より容易に解析条件データを作成することができる。また、例えば複数の画面を切り替えるものに比して内容を確認しやすく、ユーザーの操作をより抑制することができる。このとき、上記各領域は、入力手順に従って配置されていれば特に限定されず、上段から下段に向かって順に配置されるものとしてもよいし、左側から右側へ向かって順に配置されるものとしてもよいし、右側から左側に向かって順に配置されているものとしてもよい。また、計算範囲設定領域及び出力要素設定領域の配置順はどちらを先としてもよい。
【００１６】
本発明の情報処理方法は、
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理方法であって、
（ａ）ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を表示するステップと、
（ｂ）前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成するステップと、
前記生成した解析条件データを出力するステップと、
を含むものである。
【００１７】
この情報処理方法は、上述した情報処理プログラムと同様に、ユーザーが認識可能な形式の変動元条件データを用いるため、より容易に変動元条件データを作成することができる。また、変動元条件データからＣＡＥ解析実行プログラムの形式に合わせて解析条件データを出力するため、例えばユーザーが手作業で行うのに比して、より容易に解析条件データを作成することができる。したがって、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。なお、この情報処理方法において、上述した情報処理プログラムの種々の態様を採用してもよいし、また、上述した情報処理プログラムの各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【００１８】
本発明の情報処理装置は、
有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムであるＣＡＥ解析実行プログラムの実行条件入力を支援する情報処理装置であって、
画像を表示する表示手段と、
ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータである構造体データを指定する構造体データ指定領域と、構造体へ与える変動値と変動項目とを含む変動条件を入力する変動条件入力領域と、を１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記解析条件設定画面において、構造体データ指定領域で前記構造体データがユーザーにより指定され、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式で該変動項目と該変動値とを格納した変動元条件データに格納されている前記変動項目及び変動値の情報が前記変動条件入力領域へユーザーにより入力されたあと、該入力された内容と、変動元条件データとに基づいて、前記変動値の記述状態を前記ＣＡＥ解析実行プログラムにより定義され該ＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データの形式に変更して該解析条件データを生成する解析条件データ生成手段と、
前記生成した解析条件データを出力する出力手段と、
を備えたものである。
【００１９】
この情報処理装置は、上述した情報処理プログラムと同様に、ユーザーが認識可能な形式の変動元条件データを用いるため、より容易に変動元条件データを作成することができる。また、変動元条件データからＣＡＥ解析実行プログラムの形式に合わせて解析条件データを出力するため、例えばユーザーが手作業で行うのに比して、より容易に解析条件データを作成することができる。したがって、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。なお、この情報処理装置において、上述した情報処理プログラムの種々の態様を採用してもよいし、また、上述した情報処理プログラムの各機能を実現するような構成を追加してもよい。
【００２０】
本発明の情報処理装置は、前記解析条件データと前記構造体データとを用いて有限要素法により前記構造体をＣＡＥ解析するＣＡＥ解析実行手段、を備えたものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態であるＣＡＥ解析装置２０の構成の概略を示す構成図。
【図２】アプリケーションプログラムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図３】自動車の排気管モデル１０の構成の概略を表す説明図。
【図４】解析条件データ生成ルーチンの一例を表すフローチャート。
【図５】解析条件設定画面４０の一例を表す説明図。
【図６】解析種類設定画面７０の一例を表す説明図。
【図７】出力要素設定画面８０の一例を表す説明図。
【図８】ＣＡＥ解析条件を設定済みである解析条件設定画面４０の説明図。
【図９】解析条件設定画面４０での設定内容の概略を表す概念図である。
【図１０】生成した解析条件データ２５ｄの一例を表す説明図。
【図１１】ＣＡＥ解析実行ルーチンの一例を表すフローチャート。
【図１２】排気管モデル１０における変位経過の一例を表す解析結果の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である情報処理装置としてのＣＡＥ解析装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、アプリケーションプログラムの機能構成の一例を示すブロック図であり、図３は、自動車の排気管モデル１０の構成の概略を表す説明図である。このＣＡＥ解析装置２０は、構造体の位置に応じた変位、応力及び加速度などを計算により求め、表示する機能を備えている。ここでは、具体例の一例として、構造体として図３に示す排気管モデル１０を用い、時間経過に伴う所定位置（節点）の変位について解析するものとし、自動車の排気管の耐久性などを把握する場合について説明する。
【００２３】
ＣＡＥ解析装置２０は、図１に示すように、情報処理装置として構成された汎用パソコンであり、装置全体の制御を司るコントローラ２１と、各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶する大容量メモリである記憶装置２５と、を備えている。コントローラ２１は、ＣＰＵ２２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、情報を記憶消去可能であり各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶するフラッシュＲＯＭ２３と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ２４とを備えている。ＲＡＭ２４には、ＣＰＵ２２が計算したデータを一時的に格納するバッファが設けられている。また、ＣＡＥ解析装置２０は、ユーザが各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置２７や、各種情報を画面表示するディスプレイ２８などを備え、ディスプレイ２８に表示されたカーソル等をユーザが入力装置２７を介して入力操作するとその入力操作に応じた動作を実行する機能を有している。コントローラ２１や記憶装置２５、入力装置２７及びディスプレイ２８は、バス２９によって電気的に接続され、各種制御信号やデータのやり取りができるよう構成されている。なお、記憶装置２５は、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＮＡＳなど、情報を記憶可能なものであればよい。
【００２４】
記憶装置２５には、構造体データ２５ａ、加振元条件データ２５ｂ、解析条件データ生成プログラム２５ｃ、解析条件データ２５ｄ、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅ及びＣＡＥ解析結果データ２５ｆなどが記憶されている。また、記憶装置２５には、ディスプレイ２８に表示する画面として、解析条件設定画面４０、解析種類設定画面７０及び出力要素設定画面８０なども記憶されている。構造体データ２５ａは、ＣＡＥ解析を行う対象である構造体のデータであり、３次元空間における構造材の存在点を定義して予め作成されている（図３参照）。ここでは、排気管モデル１０の構造体データ２５ａが記憶装置２５に記憶されているとして説明するが、このほか、複数種別の排気管モデルの構造体データを複数記憶してもよい。加振元条件データ２５ｂは、ＣＡＥ解析に用いる変動項目と変動値との関係をユーザーが認識可能な形式、具体的には、変動値とその時間値とを項目ごとに配列して表示可能に格納したデータである。ここでは、排気管の複数の所定位置を変動項目とし、各位置における変位値を変動値としている。この加振元条件データ２５ｂは、排気管モデル１０の実物の排気管を用い、予め定めた位置での変位について実車で測定したデータであるものとした。なお、この加振元条件データ２５ｂは、これに限らず、ユーザーにより人工的に作成したものとしてもよい。解析条件データ生成プログラム２５ｃは、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅにより定義されＣＡＥ解析実行プログラムのＣＡＥ解析の実行条件が記述されている解析条件データを、構造体データ２５ａ及び加振元条件データ２５ｂに基づいて生成するプログラムである。解析条件データ２５ｄは、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅによってその形式が定義されたデータであり、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅがＣＡＥ解析を実行する際に利用されるデータである。この解析条件データ２５ｄは、詳しくは後述するが、時間値と変動値との配列が混在して表示されるものであり、データ形式に対して専門的な知識を有していないユーザーでは変動項目と変動値との関係を容易に認識できない形式となっている。この解析条件データ２５ｄには、設定された解析種別や出力要素が記述されているデータ定義領域１６や、構造体のどの位置にどのような変位を加えるかという加振条件を記述した加振条件記述領域１７、パラメータ定義や構造体データ２５ａのファイル名が記述されているパラメータ領域１８などが格納されている（後述図１０参照）。ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅは、構造体データ２５ａと解析条件データ２５ｄとを用い、有限要素法により構造体をＣＡＥ解析するプログラムである。このプログラムは、例えば、Ｎａｓｔｒａｎとしてもよい。ＣＡＥ解析結果データ２５ｆは、ＣＡＥ解析を実行した結果を格納したデータであり、このデータを解析することにより、構造体の各位置での挙動を把握することができる。
【００２５】
また、ＣＡＥ解析装置２０は、図２に示すように、機能構成として、指令内容処理部３１と数値列変換部３６により構成される解析条件データ生成部３８と、入力条件対応情報３２、予測容量対応情報３３、加振マトリックスデータ３４、表示制御部３５及びデータ出力部３７などを有している。指令取得部３０は、入力装置２７などによりユーザーが入力した指令を取得し、取得した指令内容を指令内容処理部３１へ出力する処理を行う。指令内容処理部３１は、構造体データ２５ａ、加振元条件データ２５ｂ、入力条件対応情報３２、予測容量対応情報３３及び加振マトリックスデータ３４などを利用して指令取得部３０から受けた指令内容のデータ処理を行う。入力条件対応情報３２は、変動値として入力する種類、例えば、荷重（LOAD）、変位（DISP）、速度（VELO）及び加速度（ACCE）などに対して、入力する単位を対応付けた情報であり、設定された入力種類に応じてその単位を表示する際に用いられる。予測容量対応情報３３は、ＣＡＥ解析での計算範囲（例えば計算点の数など）と計算結果のデータ容量とを対応付けた情報であり、解析条件に基づいて計算結果のデータ容量の予測値（予測容量）を求める際に用いられる。加振マトリックスデータ３４は、解析条件データ２５ｄのうち、変動値の時間値と変動値とを含む加振条件を、マトリックス状に表示可能な形式で保存されたデータであり、例えば、保存した１つの加振条件で複数の構造体をＣＡＥ解析するときに用いるデータである。表示制御部３５は、指令内容処理部３１から受けた指令に基づき記憶装置２５に記憶された画面をディスプレイ２８に表示出力する処理を行う。数値列変換部３６は、指令内容処理部３１からの指令に基づき、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅの定義にしたがって、加振元条件データ２５ｂから解析条件データ２５ｄへ数値列の変換処理を行う。データ出力部３７は、数値列変換部３６により生成した解析条件データ２５ｄを、例えばファイル保存したり図示しないネットワークを介して他のＰＣへデータ出力する処理を行う。なお、解析条件データ生成部３８は、加振元条件データ２５ｂから解析条件データ２５ｄを生成する処理を実行する。ＣＡＥ解析装置２０では、ＣＡＥ解析実行指令や、入力指令、表示選択指令を受けると、指令取得部３０がこの指令を指令内容処理部３１へ出力する。これを受けた指令内容処理部３１や数値列変換部３６が構造体データ２５ａ、加振元条件データ２５ｂ、入力条件対応情報３２、予測容量対応情報３３及び加振マトリックスデータ３４などを適宜用いて指令に応じた処理内容を実行する。そして、実行結果などを受けた表示制御部３５やデータ出力部３７がその実行結果に基づいて表示出力したり、ファイル出力したりする。
【００２６】
次に、こうして構成された本実施形態のＣＡＥ解析装置２０の動作、特に排気管モデル１０での時間経過に伴う変位に関する加振元条件データ２５ｂから解析条件データ２５ｄを生成し、ＣＡＥ解析を実行する処理について説明する。まず、実車に搭載した排気管の構造から構造体データ２５ａを作成する。構造体データ２５ａの一例を図３に示している。この構造体データ２５ａには、解析条件データ生成プログラム２５ｃに定義された形式で、節点（ＧＲＩＤ）と３次元空間での構造体が存在する位置との関係が記述されている。また、拘束条件などの情報も記述されている場合がある。次に、加振元条件データ２５ｂを作成する。ここでは、実車に装着した排気管の、予め定めた複数位置（節点に相当する位置）に加速度センサーを取り付け、実際に悪路走行などを行い、各節点の変位を実際に測定し、時間経過に伴う変位値を各節点（変動項目）ごとに配列した加振元条件データ２５ｂを作成するものとした（後述図９の下段参照）。なお、変位は、得られた加速度を２回積分して計算することができる。ここでは、図３に示すように、ＧＲＩＤ１１に対してＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向，ＲＸ方向，ＲＹ方向及びＲＺ方向の変位を定義し、ＧＲＩＤ５１，５２に対してＺ方向の変位を定義し，ＧＲＩＤ５３，５４に対してＺ方向及びＹ方向の変位を定義した。このように用意した構造体データ２５ａ及び加振元条件データ２５ｂを記憶装置２５へ記憶させる。続いて、これらのデータと解析条件データ生成プログラム２５ｃを用いて、解析条件データ２５ｄの生成を行う。
【００２７】
図４は、コントローラ２１のＣＰＵ２２により実行される解析条件データ生成ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、記憶装置２５に記憶され、ユーザーによるプログラム実行指令の入力に基づいてＣＰＵ２２により実行される。なお、以降に説明する処理は、ＣＰＵ２２の指令等により指令取得部３０、指令内容処理部３１、表示制御部３５、数値列変換部３６、データ出力部３７などが具体的処理を適宜行うものとする。図４の解析条件データ生成ルーチンが開始されると、ＣＰＵ２２は、まず、解析条件設定画面４０をディスプレイ２８へ表示する処理を行う（ステップＳ１００）。
【００２８】
ここで、解析条件設定画面について説明する。図５は、解析条件設定画面４０の一例を表す説明図である。解析条件設定画面４０には、構造体データを指定する構造体データ指定領域としての構造体データ名指定欄４１や、ＣＡＥ解析を実行する加振条件などの実行条件を設定する計算条件設定領域５０、ＣＡＥ解析を実行する計算範囲を設定する計算範囲設定領域５６、例えば変位、速度及び加速度などのいずれの要素について出力するかを設定する出力要素設定領域６２などが１つの画面に配置され、各々の領域に対応する設定値を入力可能となっている。また、解析条件設定画面４０には、拘束番号を入力する拘束番号入力欄４２や、ヘルプ画面を表示するときに押下されるヘルプキー４３、加振条件をマトリックス状に読出可能な形式のデータ（加振マトリックスデータ３４）として保存するときに押下される表形式保存キー４４、排気管を搭載した車両の種別などを切り替える際に押下される切替キー４５などが画面の上段側に配置されている。また、解析条件設定画面４０には、解析条件データ２５ｄを生成する際に押下される作成実行キー４６などが画面の下段側に配置されている。構造体データ名指定欄４１は、記憶装置２５に格納されている構造体データのファイルを読み出して参照する参照キー４１ａが配置されると共に、直接ファイル名を入力しても指定可能である。
【００２９】
計算条件設定領域５０には、動解析以外の解析や動解析などを含むＣＡＥ解析を行う解析種別を設定する際に押下され解析種別設定領域としての解析種別設定キー５１や、解析結果の識別子を表示する解析結果識別子表示欄５２、保存済みの加振マトリックスデータ３４を読み出す際に押下される既存加振条件読出キー５３などが配置されている。なお、「動解析以外の解析」とは、「動解析」に対して、刻一刻と変化しない解析をいい、例えば静解析を含むものをいう。更に、計算条件設定領域５０には、節点番号や変動方向などを含む加振条件を入力する変動条件入力領域としての加振条件入力領域５４、加振元条件データ２５ｂのヘッダ行の位置を入力するヘッダ列入力欄５５、ＣＡＥ解析の計算範囲を設定する計算範囲設定領域５６などが配置されている。加振条件入力領域５４には、節点番号を入力する節点番号入力欄５４ａや、変位の方向を入力する方向入力欄５４ｂ、変動項目としての入力種別を設定する入力種類設定欄５４ｃ、加振元条件データ２５ｂの変動値の参照列を指定するデータ指定欄５４ｄ、入力データの整合を確認する際に押下される確認入力キー５４ｅ、変動値をどのように与えるかを入力する倍率・位相・拘束条件付加入力欄５４ｆなどが配置されている。入力種類設定欄５４ｃにユーザーにより入力種別が設定されると、指令内容処理部３１は、入力条件対応情報３２を用いて与えられた入力種類に対応する単位を読み出して入力種類設定欄５４ｃに格納して表示する。なお、確認入力キー５４ｅを押下することにより、入力種類設定欄５４ｃの単位とデータ指定欄５４ｄのチャンネル名の表示が更新されて入力内容の整合を逐次確認することができる。倍率・位相・拘束条件付加入力欄５４ｆには、変動値をどのように与えるかを設定する「倍率入力欄」、人為的に一部に位相遅れを設定する「位相遅れ入力欄」及びＣＡＥ解析の種別に対応する構造体の拘束条件を入力可能な「拘束条件付加入力欄」などが配置されている。例えば、「倍率入力欄」について、加振元条件データ２５ｂで作成した変動値の単位と、入力種類設定欄５４ｃで指定された変動値の単位とが異なる際に、単位合わせ用の適切な倍率をここに入力すればよく、データの書き換えなどを行うことなく加振元条件データ２５ｂを作成することができる。次に、「拘束条件付加入力欄」について説明する。例えば、ＣＡＥ解析を行う解析種別に応じてこの拘束条件を変更することがあることから、構造体データ２５ａ側で拘束条件を設定していない場合がある。また、構造体データ２５ａの作成時に、拘束条件を設定し忘れることがある。ここでは、拘束条件付加入力欄に拘束条件を入力すれば、解析条件データ２５ｄ側で拘束条件が設定されるから、構造体データ２５ａ側で逐次、拘束条件を設定する手間を省略することができる。この加振条件入力領域５４には、構造体の節点情報としての節点番号と、変動方向としての変位方向、変動種別としての入力種別、加振元条件データ２５ｂの変動値の参照列とを含む入力セルなどがマトリックス状に配置されている。このため、ユーザーが加振条件入力領域５４に格納した内容をより確認しやすい。計算範囲設定領域５６には、加振範囲をユーザーが設定する加振範囲入力欄５７や、変動項目における変動値の時間の刻み値を入力する刻値入力欄５８、固有モードを計算する固有モード計算入力欄５９、加振範囲を刻み値で除算して得られる計算点数を表示するステップ数表示欄６０、ＣＡＥ解析の実行結果の予測データ量を表示する予測容量表示欄６１などが配置されている。この予測容量をユーザーが確認すると、設定した計算範囲の妥当性をより簡便に確認することができる。
【００３０】
出力要素設定領域６２には、出力要素の設定時に押下される出力要素設定キー６３や、出力要素としての変位のパラメータを入力する変位入力欄６４、出力要素としての応力のパラメータを入力する応力入力欄６５、出力要素としての加速度のパラメータを入力する加速度入力欄６６などが配置されている。変位入力欄６４には、変位を範囲指定する変位指定範囲入力欄６４ａと入力した変位範囲での計算点数を表示する計算点数表示欄６４ｂとが含まれている。同様に、応力入力欄６５には応力指定範囲入力欄６５ａ及び計算点数表示欄６５ｂ、加速度入力欄６６には加速度指定範囲入力欄６６ａ及び計算点数表示欄６６ｂが含まれている。
【００３１】
この解析条件設定画面４０では、構造体データ指定領域としての構造体データ名指定欄４１と、解析種別設定領域としての解析種別設定キー５１と、変動条件を入力する加振条件入力領域５４と、ＣＡＥ解析の計算を行う範囲を設定する計算範囲設定領域５６と、出力要素を設定する出力要素設定領域６２とが入力手順に従って上段から下段側に向かって順に１つの画面に配置されている。即ち、ユーザーは、上段から順に各設定値を入力すればよいため、効率よく入力することができる。この解析条件設定画面４０を表示して各設定値の入力を行うのである。
【００３２】
さて、ステップＳ１００で解析条件設定画面４０を表示すると、ＣＰＵ２２は、ユーザーからの入力があったか否かを入力装置２７の操作に基づいて判定する（ステップＳ１１０）。入力がないときには、そのまま待機し、入力があったときには、ＣＰＵ２２は、構造体データが指定されたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。構造体データが指定されたときには、指定された構造体データに関する情報、例えば構造体データが記憶されているパス名や構造体データのファイル名などをＲＡＭ２４の所定領域に格納する（ステップＳ１３０）。
【００３３】
ステップＳ１３０のあと、またはステップＳ１２０で構造体データが指定されていないときには、ＣＰＵ２２は、解析種別設定キー５１が押下されたか否かを判定する（ステップＳ１４０）。解析種別設定キー５１が押下されたときには、ＣＰＵ２２は、解析種類設定画面７０をディスプレイ２８へ表示させる（ステップＳ１５０）。図６は、解析種類設定画面７０の一例を表す説明図である。ここでは、解析種別設定キー５１上にカーソル１２が配置され、入力装置２７のマウスなどでクリックすると、解析条件設定画面４０の上に重ねて解析種類設定画面７０をウインドウ表示するものとした。この解析種類設定画面７０には、動解析以外の解析における線形静解析、実固有値解析、分担荷重算出などをチェックボックスで選択可能な解析入力欄７２と、動解析における周波数軸又は時間軸の直接法応答解析、モーダル応答解析などをチェックボックスで選択可能な動解析入力欄７４と、選択内容を確定する適用実行キー７８とが配置されている。この解析種類設定画面７０にユーザーが解析種類を設定すると、ＣＰＵ２２は、設定された解析種類をＲＡＭ２４の所定領域へ格納する（ステップＳ１６０）。
【００３４】
ステップＳ１６０のあと、またはステップＳ１４０で解析種別設定キー５１が押下されていないときには、ＣＰＵ２２は、加振条件が加振条件入力領域５４へ入力されたか否かを判定する（ステップＳ１７０）。加振条件が入力されたときには、ＣＰＵ２２は、入力された加振条件をＲＡＭ２４の所定領域へ格納する（ステップＳ１８０）。ここでは、例えば、既存加振条件読出キー５３が押下されると、ＣＰＵ２２は、既存の加振マトリックスデータ３４から加振条件を読み出し、加振条件入力領域５４へ入力するものとした。また、ユーザーにより、加振条件入力領域５４へ何らかの入力がなされた場合は、その入力内容をＲＡＭ２４へ格納するものとした。
【００３５】
ステップＳ１８０のあと、またはステップＳ１７０で加振条件が入力されていないときには、ＣＰＵ２２は、計算範囲設定領域５６に数値入力があり計算範囲を設定したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。計算範囲が設定されたときには、ＣＰＵ２２は、設定された計算範囲と予測容量対応情報３３とを用い、予測容量を求め、表示処理する（ステップＳ２００）。
【００３６】
ステップＳ２００のあと、またはステップＳ１９０で計算範囲が入力されていないときには、ＣＰＵ２２は、出力要素設定領域６２に入力があり出力要素を設定したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、出力要素設定領域６２への入力は、変位指定範囲入力欄６４ａ、応力指定範囲入力欄６５ａ及び加速度指定範囲入力欄６６ａに直接記入することもできるし、出力要素設定キー６３を押下して入力することもできる。出力要素設定キー６３が押下されると、ＣＰＵ２２は、ディスプレイ２８に出力要素設定画面８０を表示処理する（ステップＳ２２０）。図７は、出力要素設定画面８０の一例を表す説明図である。ここでは、出力要素設定キー６３をクリックすると、解析条件設定画面４０の上に重ねて出力要素設定画面８０をウインドウ表示するものとした。この出力要素設定画面８０には、解析結果の識別子が表示される解析結果識別子表示欄８１や、標準を設定する標準設定キー８２、変位のパラメータを入力する変位入力欄８３、応力のパラメータを入力する応力入力欄８４、加速度のパラメータを入力する加速度入力欄８５、出力するファイル形式を設定するＯＵＴファイル設定欄８６、選択内容を確定する適用実行キー８８が配置されている。即ち、変位、応力及び加速度のうち１以上を出力要素として設定可能となっている。変位入力欄８３には、変位を範囲指定する変位指定範囲入力欄８３ａ及び範囲指定などを行うコマンドボックス８３ｂが配置されている。応力入力欄８４には、応力を範囲指定する応力指定範囲入力欄８４ａ及び範囲指定などを行うコマンドボックス８４ｂが配置されている。加速度入力欄８５には、加速度を範囲指定する加速度指定範囲入力欄８５ａ及び範囲指定などを行うコマンドボックス８５ｂが配置されている。なお、変位指定範囲入力欄８３ａ、応力指定範囲入力欄８４ａ及び加速度指定範囲入力欄８５ａに入力されると、それぞれ変位指定範囲入力欄６４ａ、応力指定範囲入力欄６５ａ及び加速度指定範囲入力欄６６ａに入力内容が反映されるものとした。この出力要素設定画面８０では、変位入力欄８３、応力入力欄８４及び加速度入力欄８５に各々備えられたチェックボックスがチェックされているときに、コマンドボックス８３ｂ，８４ｂ，８５ｂに入力可能となるように設定されている。このコマンドボックス８３ｂには、全体を選択する「ＡＬＬ」や、範囲指定する欄に各々チェックボックスを備えており、範囲指定が選択されているときに更に範囲を指定する数値ボックスの入力が可能となるものとした。この出力要素設定画面８０にユーザーが出力要素を設定すると、ＣＰＵ２２は、設定された出力要素の情報をＲＡＭ２４の所定領域へ格納すると共に、出力要素の情報（計算する出力要素の数）をも加味して予測容量を求め、表示処理する（ステップＳ２３０）。ここで、計算結果のデータ容量の予測値である予測容量の算出は、例えば、複数の出力要素の各々に対して予測容量対応情報３３と設定された計算範囲とを用いて出力要素ごとの予測容量を求め、この予測容量を加算して行うものとしてもよい。
【００３７】
ステップＳ２３０のあと、またはステップＳ２１０で出力要素が設定されていないときには、ＣＰＵ２２は、作成実行キー４６が押下されたか否かを判定する（ステップＳ２４０）。作成実行キー４６が押下されていないとき、ＣＰＵ２２は、主としてステップＳ１００以降の処理を実行する。なお、説明の便宜によりフローチャートによる詳細な説明は省略するが、作成実行キー４６以外が選択された場合、例えば、ヘルプキー４３が押下されたときには、ヘルプ画面を表示するものとし、表形式保存キー４４が押下されたときには、加振条件入力領域５４に設定されたＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用いこれらを格納した加振マトリックスデータ３４を保存実行するものとする。一方、作成実行キー４６が押下されたときには、ＣＰＵ２２は、ＣＡＥ解析に用いるすべての条件が設定されたか否かを解析条件設定画面４０に設定されている内容に基づいて判定し（ステップＳ２５０）、ＣＡＥ解析のすべての条件が設定されていないときには、ステップＳ１００以降の処理を実行する。一方、ＣＡＥ解析のすべての条件が設定されているときには、ＣＰＵ２２は、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅで定義されたフォーマットに従い、ＲＡＭ２４に格納された情報（解析条件設定画面４０に設定された内容）を用いて解析条件データ２５ｄを生成し、生成した解析条件データ２５ｄをファイル出力し記憶装置２５に保存する（ステップＳ２６０）。そして、ＣＰＵ２２は、すべての処理が終了したか否かをユーザーからの終了指令の入力に基づいて判定し（ステップＳ２７０）、すべての処理が終了していないときには、ステップＳ１００以降の処理を実行し、すべての処理が終了したときには、このルーチンを終了する。
【００３８】
図８は、ＣＡＥ解析条件を設定済みである解析条件設定画面４０の説明図である。図９は、解析条件設定画面４０での設定内容の概略を表す概念図である。図８に示すように、解析条件設定画面４０に各条件が入力された状態で、且つ図９に示すように、各節点における変位の方向や、時間経過に伴う変位値の変化などを入力すると、解析条件データ２５ｄが作成される。時間軸を用いた解析では、倍率・位相・拘束条件付加入力欄５４ｆの位相遅れ入力欄は、図８に示すように黒塗りされ使用しない。この図９下段のデータは、加振マトリックスデータ３４に相当する。なお、データのヘッダ部分などが異なる場合があるが、解析条件データ２５ｄも同様の構成とすることができる。そして、ＣＡＥ解析条件が設定されると、ＣＰＵ２２は、図９下段に示す設定内容を元として解析条件データ２５ｄを生成する。図１０は、生成した解析条件データ２５ｄの一例を表す説明図である。ここでは、解析条件データ２５ｄの生成フォーマットとして、設定された計算範囲、出力要素などの情報を格納したデータ定義領域１６、加振元条件データ２５ｂの加振条件を格納した加振条件記述領域１７、及び構造体データ２５ａのファイル名やパラメータを格納したパラメータ領域１８を含む解析条件データ２５ｄを生成するものとした。加振条件記述領域１７では、「＋」で区切られた領域内に、時間値、変位値、時間値、変位値の順に、８桁の各値を区切りなく連続した状態で各値を配置する記述フォーマットとなっている。このように作成された加振条件記述領域１７では、時間値と変位値とが混在した状態で各値が配置されており、その内容が理解しにくいといえる。なお、加振元条件データ２５ｂでは、例えばカンマ区切り、タブ区切り及びスペース区切りなどにより加振条件である時間値、項目名及び変位値などの各データが格納され、マトリックス状に表示可能であり、ユーザーがその内容を理解しやすい（図９下段参照）。このように、ＣＡＥ解析装置２０では、ユーザーが理解しやすい形式で作成した加振元条件データ２５ｂを用いて、ユーザが理解しにくい形式の加振条件を含む解析条件データ２５ｄを生成するのである。
【００３９】
続いて、作成した解析条件データ２５ｄを用いてＣＡＥ解析を実行する処理について説明する。図１１は、コントローラ２１のＣＰＵ２２により実行されるＣＡＥ解析実行ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、記憶装置２５に記憶され、ユーザーによるプログラム実行指令の入力に基づいてＣＰＵ２２により実行される。このルーチンを実行すると、ＣＰＵ２２は、まず、解析条件データ２５ｄが設定されたか否かを判定する（ステップＳ３００）。この判定は、図示しない解析開始画面に解析条件データ２５ｄのファイル名が入力されたか否かにより行うものとした。解析条件データ２５ｄが設定されていないときには、そのまま待機し、解析条件データ２５ｄが設定されたときには、解析条件データ２５ｄに指定されている構造体データ２５ａを認識する（ステップＳ３１０）。ここでは、図１０に示した解析条件データ２５ｄの「ＩＮＣＬＵＤＥ」で指定した構造体データを認識し、解析を実行する条件として構造体データ２５ａ及び解析条件データ２５ｄを１つのファイルとして扱う処理を行うものとした。次に、ＣＰＵ２２は、設定された構造体データ２５ａ及び解析条件データ２５ｄを解析実行条件とする有限要素法を用いたＣＡＥ解析の実行処理を行う（ステップＳ３２０）。ＣＡＥ解析では、構造体（排気管モデル１０）を単純な形状の小部分（要素）に分割し、その１つひとつの要素の特性を方程式を用いて近似的に表現したあと、この単純な方程式を組み合わせ、すべての方程式が成立する解を求めることにより、全体の挙動（変位)を求める処理を行う。続いて、ＣＰＵ２２は、得られた解析結果を表示出力し（ステップＳ３３０）、得られた解析結果をファイル出力して記憶装置２５に保存し（ステップＳ３４０）、このルーチンを終了する。
【００４０】
図１２は、排気管モデル１０における変位経過の一例を表すＣＡＥ解析結果の説明図である。ここでは、構成物の位置がずれるほど変位値がより大きく、色が濃いほど応力値がより大きいものとして表すものとした。この解析結果では、時間経過に伴い、排気管モデル１０の各位置での変位が色の濃度で変化して画面表示されるものとした。この色の濃度変化を検討することにより、どのような変位が起きるかや、どのような応力が各部にかかるかなどを、事前に把握することができる。このように、解析条件データ２５ｄを簡単な操作で作成することができ、構造体データ２５ａ及び解析条件データ２５ｄを用いて、より短時間に構造体のＣＡＥ解析を行うことができる。
【００４１】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の表示制御部３５が本発明の表示制御モジュールに相当し、解析条件データ生成部３８が解析条件データ生成モジュールに相当し、データ出力部３７が出力モジュールに相当する。なお、本実施形態では、ＣＡＥ解析装置２０の動作を説明することにより本発明の情報処理プログラム及び情報処理方法の一例も明らかにしている。
【００４２】
従来は、専門の知識を持った者であっても適正な解を得るための試行錯誤も含め、解析条件データ２５ｄ毎に多くの工数を要していた。また、製品が多様化していく中で、専門の知識を持った者がこれらすべてに対応するのが困難になっている。また、従来は、市販の汎用解析ソフトなどでは、ＣＡＥ解析の条件設定が複数の画面にわたっており、条件入力する際には、複数の画面を切り替える必要があり、完成したモデルの人為的ミスを直感的に発見しづらかった。また、解析条件を切り離してわかりやすいような形式で保存することができず、ファイル容量の増大や同条件で複数モデルに対して解析を行う際には操作が煩雑であるなどの問題があった。
【００４３】
これに対して、以上詳述した本実施形態のＣＡＥ解析装置２０によれば、構造体データ名指定欄４１と、解析種別設定キー５１と、加振条件入力領域５４と、計算範囲設定領域５６と、出力要素設定領域６２とを１つの画面に配置し各々の領域に対応する設定値を入力可能な解析条件設定画面４０を表示する。次に、解析条件設定画面４０において、構造体データ、変動項目、変動値及び構造体の位置がユーザーにより入力されたあと、入力内容と解析条件データ２５ｄとに基づいて、加振元条件データ２５ｂを解析条件データ２５ｄの形式に変更して生成する。そして、生成した解析条件データ２５ｂをファイル出力する。このように、本実施形態のＣＡＥ解析装置２０では、ユーザーが認識可能な形式の加振元条件データ２５ｂを用いるため、より容易に加振元条件データ２５ｂを作成することができる。また、加振元条件データ２５ｂからＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅの形式に合わせて解析条件データ２５ｄを出力するため、例えばユーザーが手作業で行うのに比して、より容易に解析条件データ２５ｄを作成することができる。また、構造体データ名指定欄４１や加振条件入力領域５４などが１つの画面に配置されているため、例えば複数の画面を切り替えるものに比して内容を確認しやすく、ユーザーの操作をより抑制することができる。また、各設定値の入力領域が、入力手順に従って１つの画面に配置されているため、各設定値を入力しやすく、より容易に解析条件データ２５ｄを作成することができる。
【００４４】
また、変動値の時間値と変動値とを各変動項目ごとに配列して表示可能な加振元条件データ２５ｂから、時間値と変動値とが混在して配列して表示される解析条件データ２５ｄを生成するため、時間値と変動値との関係などを確認しやすく、加振元条件データ２５ｂを作成しやすい。また、ＣＡＥ解析実行プログラム２５ｅに定義された解析条件データ２５ｄが、時間値と変動値とが混在するという作成が困難である場合に、解析条件データをより容易に作成することができる。更に、解析条件設定画面４０の加振条件入力領域５４は、構造体の節点位置（ＧＲＩＤ）と変動方向と変動種別と変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置しているため、変動条件の入力位置をユーザーがより確認しやすく、解析条件データ２５ｄをより容易に作成することができる。更にまた、解析種別設定キー５１で解析種別がユーザーにより設定され、倍率・位相・拘束条件付加入力欄５４ｆへ拘束条件がユーザーにより入力されたあと、設定された解析種別と入力された拘束条件とを用いて解析条件データ２５ｄを生成するため、例えば構造体データ側で拘束条件を設定していない場合であっても、解析条件データ側で拘束条件を設定可能であり、構造体データ側での拘束条件の変更を伴わずに済み、より容易にユーザーがＣＡＥ解析を実行することができる。そして、計算範囲に対応する予測容量を出力要素を加味して求め、予測容量表示欄６１に表示するため、専門知識がなくとも計算範囲の妥当性をより判断しやすく、計算結果を得るのに予想外に膨大な時間がかかったり、計算結果が予想外に膨大なデータ容量となってしまうことをより抑制することができる。そしてまた、表形式保存キー４４が押下されると、現在入力されているＣＡＥ解析の実行条件のうち変動項目及び変動値に関する情報を用いて加振マトリックスデータ３４を作成して保存するため、現在の変動項目及び変動値をあとで利用することが可能であり、より容易に解析条件データを作成することができる。また、既存加振条件読出キー５３が押下されると、加振マトリックスデータ３４に格納されている変動項目及び変動値に関する情報を読み出し、読み出した情報を加振条件入力領域５４へ入力するため、加振マトリックスデータ３４を利用して更に容易に解析条件データを作成することができる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４６】
例えば、上述した実施形態では、解析条件設定画面４０には解析種別設定キー５１、計算範囲設定領域５６、出力要素設定領域６２を含む解析条件設定画面４０としたが、これらのうちいずれか１以上を省略してもよいし、別画面に表示するものとしてもよい。こうしても、解析条件データ生成プログラム２５ｃにより、解析条件データをより容易に作成することができる。なお、解析種別設定キー５１としたが、特にキーに限られず、解析種別を設定可能な領域、具体的には、解析種別を設定するチェックボックスやプルダウンメニュー、任意の文字入力が可能で且つ入力内容を参照することができるコンボボックスなどとしてもよい。
【００４７】
上述した実施形態では、加振元条件データ２５ｂは変動値の時間値と変動値とを各変動項目ごとに配列しているものとし、解析条件データ２５ｄは変動値の時間値と変動値との配列が混在しているものとしたが、特にこれに限定されない。なお、解析条件データ２５ｄにおいて時間値と変動値との配列が混在している方が、ユーザーによる解析条件データ２５ｄの作成が困難であり、本発明を適用する意義が高い。
【００４８】
上述した実施形態では、加振条件入力領域５４は、構造体の節点情報と変動方向と変動種別と加振元条件データ２５ｂの変動値の参照列とを含む入力セルをマトリックス状に配置しているものとしたが、これらを入力する領域があるものとすれば、特にこれに限定されず、入力セルやマトリックス状など以外のものとしてもよい。
【００４９】
上述した実施形態では、構造体データ名指定欄４１、解析種別設定キー５１、加振条件入力領域５４、計算範囲設定領域５６及び出力要素設定領域６２の順に上段から入力手順に従って配置されているものとしたが、特にこれに限定されず、左側から右側へ向かって順に配置されるものとしてもよいし、右側から左側に向かって順に配置されているものとしてもよい。また、計算範囲設定領域５６及び出力要素設定領域６２の配置順はどちらを先としてもよい。
【００５０】
上述した実施形態では、解析種別に応じて拘束条件を入力可能としたが、解析種別に応じずに拘束条件を入力可能としてもよいし、拘束条件を入力可能とする機能を省略してもよい。こうしても、解析条件データをより容易に作成することができる。
【００５１】
上述した実施形態では、計算範囲と予測容量対応情報３３と出力要素に基づいて予測容量を求めて表示するものとしたが、例えば出力要素を固定した場合など、出力要素を加味せずに予測容量を算出するものとしてもよい。あるいは、予測容量を求めて表示する機能を省略してもよい。こうしても、解析条件データをより容易に作成することができる。
【００５２】
上述した実施形態では、既存加振条件読出キー５３を押下すると、既存の加振マトリックスデータ３４から加振条件を読み出し、加振条件入力領域５４へ入力するものとしたが、例えば、既存加振条件読出キー５３を押下したのち１以上の加振マトリックスデータ３４を選択可能なメニューを表示し、このメニューで選択された加振マトリックスデータ３４の内容を読み出して加振条件入力領域５４へ入力するものとしてもよい。こうしても、ユーザーの入力操作をより抑制することができ好ましい。あるいは、この表形式保存キー４４、既存加振条件読出キー５３の機能を省略してもよい。
【００５３】
上述した実施形態では、加振条件を変動値として入力するものとして説明したが、特にこれに限定されず、例えば、温度条件を変動値として入力し、解析するものとしてもよい。上述した実施形態では、構造体としての排気管モデル１０に対してＣＡＥ解析を実行するものとしたが、構造体としては特にこれに限定されず、例えば、自動車のエンジンやミッション、サスペンションなど、自動車に関する構造体としてもよいし、家やビル、橋などの建築物に関する構造体としてもよいし、ＰＣや携帯電話などの電子機器に関する構造体などとしてもよい。
【００５４】
上述した実施形態では、変動値の時間値と変動値とを変動元条件データとして用いるものとして説明したが、特にこれに限定されず、変動値の時間値に代えて又はこれに加えて周波数値と変動値とを変動元条件データとして用いるものとしてもよい。こうしても、周波数値を用いてより容易に加振元条件データ２５ｂを作成することができる。同様に、上述した実施形態では、変動元条件データとして、変動値の時間値と変動値とを各変動項目ごとに配列して表示するものとして説明したが、特にこれに限定されず、変動値の時間値に代えて又はこれに加えて周波数値と変動値とを各変動項目ごとに配列して表示するものとしてもよい。
【００５５】
上述した実施形態では、解析条件データ生成ルーチンにおいて、ステップＳ１１０で入力ありの判定を行ったのちに、ステップＳ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１７０，Ｓ１９０，Ｓ２１０において、構造体データ指定、解析種類指定、加振条件入力、計算範囲設定及び出力要素設定の順に入力確認を行うものとして説明したが、特にこれに限定されず、ステップＳ１１０で入力ありの判定を行ったのちに構造体データ指定、解析種類指定、加振条件入力、計算範囲設定及び出力要素設定のいずれかの入力が行われたかを判定し、判定内容に応じた表示及び設定内容の格納処理を行うものとしてもよい。
【００５６】
上述した実施形態では、解析条件設定画面４０や、解析種類設定画面７０、出力要素設定画面８０などにおいて、ボタン形状の「キー」を配置するものとしたが、マウスのクリックやキーボードのエンターキーの押下など、入力装置２８の選択操作に応じて予め定められた処理を開始するものであれば特に限定されない。例えば、アイコンなどの画像、ハイパーリンクなどの文字などを配置するものとしてもよい。こうしても、ユーザーは入力しやすい。
【００５７】
上述した実施形態では、ＣＡＥ解析装置２０として説明したが、解析条件データ生成プログラム２５ｃとしてもよいし、この情報処理方法の態様としてもよい。また、上述した実施形態では、ＣＡＥ解析装置２０は１台のＰＣにより構成されているものとしたが、２以上のＰＣに分担させて処理を行うものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０  排気管モデル、１２  カーソル、１６  データ定義領域、１７  加振条件記述領域、１８  パラメータ領域、２０  ＣＡＥ解析装置、２１  コントローラ、２２  ＣＰＵ、２３  フラッシュＲＯＭ、２４  ＲＡＭ、２５  記憶装置、２５ａ  構造体データ、２５ｂ  加振元条件データ、２５ｃ  解析条件データ生成プログラム、２５ｄ  解析条件データ、２５ｅ  ＣＡＥ解析実行プログラム、２５ｆ  ＣＡＥ解析結果データ、２７  入力装置、２８  ディスプレイ、２９  バス、３０  指令取得部、３１  指令内容処理部、３２  入力条件対応情報、３３  予測容量対応情報、３４  加振マトリックスデータ、３５  表示制御部、３６  数値列変換部、３７  データ出力部、３８  解析条件データ生成部、４０  解析条件設定画面、４１  構造体データ名指定欄、４１ａ  参照キー、４２  拘束番号入力欄、４３  ヘルプキー、４４  表形式保存キー、４５  切替キー、４６  作成実行キー、５０  計算条件設定領域、５１  解析種別設定キー、５２  解析結果識別子表示欄、５３  既存加振条件読出キー、５４  加振条件入力領域、５４ａ  節点番号入力欄、５４ｂ  方向入力欄、５４ｃ  入力種類設定欄、５４ｄ  データ指定欄、５４ｅ  手動入力キー、５４ｆ  倍率・位相・拘束条件付加入力欄、５５  ヘッダ列入力欄、５６  計算範囲設定領域、５７  加振範囲入力欄、５８  刻値入力欄、５９  固有モード計算入力欄、６０  ステップ数表示欄、６１  予測容量表示欄、６２  出力要素設定領域、６３  出力要素設定キー、６４  変位入力欄、６４ａ  変位指定範囲入力欄、６４ｂ  計算点数表示欄、６５  応力入力欄、６５ａ  応力指定範囲入力欄、６５ｂ  計算点数表示欄、６６  加速度入力欄、６６ａ  加速度指定範囲入力欄、６６ｂ  計算点数表示欄、７０  解析種類設定画面、７２  解析入力欄、７４  動解析入力欄、７８  適用実行キー、８０  出力要素設定画面、８１  解析結果識別子表示欄、８２  標準設定キー、８３  変位入力欄、８３ａ  変位指定範囲入力欄、８３ｂ  コマンドボックス、８４  応力入力欄、８４ａ  応力指定範囲入力欄、８４ｂ  コマンドボックス、８５  加速度入力欄、８５ａ  加速度指定範囲入力欄、８５ｂ  コマンドボックス、８６  ＯＵＴファイル設定欄、８８  適用実行キー。
【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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