(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機器及び配管を含む管路網の３次元モデルとして構築された管路網モデルに基づいて、ボリューム・ジャンクション法により流体の物理量の時間的な変化の解析である非定常解析を行う数値解析装置であって、
予め構築された前記管路網モデルにおいて設定された始点と設定された終点との間に位置する流体機器モデル及び配管モデルのうち、前記非定常解析に用いる該流体機器モデル及び該配管モデルを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記流体機器モデル及び前記配管モデルを、該流体機器モデル及び該配管モデルの容積を示す要素である複数のボリューム要素、並びに前記ボリューム要素と他の前記ボリューム要素との境界を示すと共に流体の運動エネルギーの増減を示す要素である複数のジャンクション要素に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記ボリューム要素毎の容積及び前記ジャンクション要素毎に対応した圧力損失の大きさを示す係数を、前記流体機器モデルの形状、前記配管モデルの形状、並びに前記管路網モデルを流れる流体の物理量に基づいて導出し、導出した該容積を前記ボリューム要素に対応付け、導出した該係数を前記ジャンクション要素に対応付ける導出手段と、
流体の流量と各前記ボリューム要素の容積とから該流体の各前記ボリューム要素毎の通過時間を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された通過時間が各前記ボリューム要素において所定の差以内となるように、前記ボリューム要素及び前記ジャンクション要素を再び分割する再分割手段と、
を備えた数値解析装置。
【請求項２】
前記ジャンクション要素を介して隣接する前記ボリューム要素の位置情報から、該ボリューム要素間の高度差のみを抽出し登録する登録手段をさらに備えた請求項１記載の数値解析装置。
【請求項３】
前記導出手段は、前記係数の大きさが同じ場合は、前記係数を示す情報を統合させる請求項１または請求項２記載の数値解析装置。
【請求項４】
流体機器及び配管を含む管路網の３次元モデルとして構築された管路網モデルに基づいて、ボリューム・ジャンクション法により流体の物理量の時間的な変化の解析である非定常解析を行う数値解析装置の要素生成プログラムであって、
コンピュータを、
予め構築された前記管路網モデルにおいて設定された始点と設定された終点との間に位置する流体機器モデル及び配管モデルのうち、前記非定常解析に用いる該流体機器モデル及び該配管モデルを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記流体機器モデル及び前記配管モデルを、該流体機器モデル及び該配管モデルの容積を示す要素である複数のボリューム要素、並びに前記ボリューム要素と他の前記ボリューム要素との境界を示すと共に流体の運動エネルギーの増減を示す要素である複数のジャンクション要素に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された前記ボリューム要素毎の容積及び前記ジャンクション要素毎に対応した圧力損失の大きさを示す係数を、前記流体機器モデルの形状、前記配管モデルの形状、並びに前記管路網モデルを流れる流体の物理量に基づいて導出し、導出した該容積を前記ボリューム要素に対応付け、導出した該係数を前記ジャンクション要素に対応付ける導出手段と、
流体の流量と各前記ボリューム要素の容積とから該流体の各前記ボリューム要素毎の通過時間を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された通過時間が各前記ボリューム要素において所定の差以内となるように、前記ボリューム要素及び前記ジャンクション要素を再び分割する再分割手段と、
して機能させるための要素生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値解析装置及び要素生成プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラント等で用いられる流体機器及び配管で構成される管路網に対する種々の解析を行うためにＣＡＤ（Computer Aided Design）ツールやＣＡＥ（Computer Aided Engineering）ツール等が用いられている。
【０００３】
そして、構造解析や熱流動解析の分野では、ＣＡＤツールによって構築された３次元モデルから、ＣＡＥを行うための入力データを自動生成する種々のプリプロセッサが開発されている。そのため、ＣＡＤツールで構築されたモデルがあれば、ＣＡＥツールによる構造解析や熱流動解析が比較的容易に実現でき、ＣＡＤツールを用いた設計と、ＣＡＥツールによる解析による設計妥当性の評価、評価結果をもとにしたＣＡＤツールによる再設計のサイクルを、短時間で実現することが実現可能となっている。
【０００４】
また、特許文献１には、配管系統を、分岐合流点および機器に対応する単体要素としてのポイント・オブジェクトと、各ポイント・オブジェクト間に存在する複数の配管や機器を一括して表す複合要素としてのインターバル・オブジェクトとに分割し、各オブジェクトに、オブシェクト相互の接続関係を表す属性項目と、そのオブジェクトを構成する要素の属性を示す属性項目と設けるとともに、上記インターバル・オブジェクトの属性値の配列を物理的配管要素の配列と同順とし、このポイント・オブジェクトとインターバル・オブジェクトによって、各種モデルに共通の汎用モデルを構築する配管系統のモデリング方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１０３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来、管路内の流体の温度や圧力、流速等の物理量の時間的な変化を解析（以下、「管路網非定常解析」という。）するための入力データを、ＣＡＤツールで構築した管路網モデルから自動生成することはできなかった。そのため、ＣＡＤツールで構築された管路網モデルから、人手を介して管路網非定常解析を行うための入力データを読み取る必要があった。また、特許文献１に記載の技術は、配管系統をポイントとインターバルに分割してモデル化する手法は記載されているが、ＣＡＤツール等を用いて算出された配管系統のデータのモデルへの反映方法については言及されていない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、３次元モデルとして構築された管路網モデルから管路網における流体の非定常解析を行うために必要な情報を読み出すことができる数値解析装置及び要素生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の数値解析装置は以下の手段を採用する。
【０００９】
すなわち、本発明に係る数値解析装置は、流体機器及び配管を含む管路網の３次元モデルとして構築された管路網モデルに基づいて、ボリューム・ジャンクション法により流体の物理量の時間的な変化の解析である非定常解析を行う数値解析装置であって、予め構築された前記管路網モデルにおいて設定された始点と設定された終点との間に位置する流体機器モデル及び配管モデルのうち、前記非定常解析に用いる該流体機器モデル及び該配管モデルを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記流体機器モデル及び前記配管モデルを、該流体機器モデル及び該配管モデルの容積を示す要素である複数のボリューム要素、並びに前記ボリューム要素と他の前記ボリューム要素との境界を示すと共に流体の運動エネルギーの増減を示す要素である複数のジャンクション要素に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記ボリューム要素毎の容積及び前記ジャンクション要素毎に対応した圧力損失の大きさを示す係数を、前記流体機器モデルの形状、前記配管モデルの形状、並びに前記管路網モデルを流れる流体の物理量に基づいて導出し、導出した該容積を前記ボリューム要素に対応付け、導出した該係数を前記ジャンクション要素に対応付ける導出手段と、流体の流量と各前記ボリューム要素の容積とから該流体の各前記ボリューム要素毎の通過時間を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された通過時間が各前記ボリューム要素において所定の差以内となるように、前記ボリューム要素及び前記ジャンクション要素を再び分割する再分割手段と、を備える。
【００１０】
本発明によれば、選択手段によって、流体機器及び配管を含む管路網の３次元モデルとして予め構築された管路網モデルにおいて設定された始点と設定された終点との間に位置する流体機器モデル及び配管モデルのうち、非定常解析に用いる該流体機器モデル及び該配管モデルが選択される。
【００１１】
そして、分割手段によって、選択手段で選択された流体機器モデル及び配管モデルが、該流体機器モデル及び該配管モデルの容積を示す要素である複数のボリューム要素、並びにボリューム要素と他のボリューム要素との境界を示すと共に流体の運動エネルギーの増減を示す要素である複数のジャンクション要素に分割される。さらに、導出手段によって、分割手段で分割されたボリューム要素毎の容積、及びジャンクション要素毎に対応した圧力損失の大きさを示す係数が流体機器モデルの形状及び配管モデルの形状に基づいて導出され、導出された該容積がボリューム要素に対応付けられ、導出された該係数がジャンクション要素に対応付けられる。
【００１２】
なお、上記ボリューム要素及びジャンクション要素は、ボリューム・ジャンクション法により流体の物理量の時間的な変化の解析である非定常解析に用いられる。
【００１３】
このように、本発明は、３次元モデルである管路網モデルを構成する流体機器モデル及び配管モデルが、ボリューム要素及びジャンクション要素に分割され、流体機器モデルの形状、配管モデルの形状、及び流体の物理量に基づいて、ボリューム要素毎の容積及びジャンクション要素毎の圧損係数が導出されるので、３次元モデルとして構築された管路網モデルから管路網における流体の非定常解析を行うために必要な情報を読み出すことができる。
【００１４】
また、本発明は、流体の流量と各前記ボリューム要素の容積とから該流体の各前記ボリューム要素毎の通過時間を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された通過時間が各前記ボリューム要素において所定の差以内となるように、前記ボリューム要素及び前記ジャンクション要素を再び分割する再分割手段と、をさらに備えてもよい。
【００１５】
本発明によれば、算出手段によって流体の流量と各ボリューム要素の容積とから該流体の各ボリューム要素毎の通過時間が算出され、再分割手段によって、算出手段で算出された通過時間が各ボリューム要素において所定の差以内となるように、ボリューム要素及びジャンクション要素が再び分割される。これにより、本発明は、各ボリューム要素を通過する流体の通過時間を同等にすることができ、ボリューム・ジャンクション法による解析結果をより安定にすることができる。
【００１６】
また、本発明は、前記ジャンクション要素を介して隣接する前記ボリューム要素の位置情報から、該ボリューム要素間の高度差のみを抽出し登録する登録手段をさらに備えてもよい。
【００１７】
本発明によれば、登録手段によって、ジャンクション要素を介して隣接するボリューム要素間の高度差が登録されるので、該高度差を用いることで、ボリューム・ジャンクション法による非定常解析において、３次元の機器配置情報から高度差のみの１次元情報にモデルパラメータの数を少なくすることができ、計算負荷を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記導出手段が、前記係数の大きさが同じ場合は、前記係数を示す情報を統合させてもよい。
【００１９】
本発明によれば、圧力損失の大きさを示す係数が同じ場合は、該係数を示す情報を統合させるので、ボリューム・ジャンクション法で非定常解析を行うために用いる情報の量を少なくすることができる。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の要素生成プログラムは以下の手段を採用する。
【００２１】
すなわち、本発明に係る要素生成プログラムは、流体機器及び配管を含む管路網の３次元モデルとして構築された管路網モデルに基づいて、ボリューム・ジャンクション法により流体の物理量の時間的な変化の解析である非定常解析を行う数値解析装置の要素生成プログラムであって、コンピュータを、予め構築された前記管路網モデルにおいて設定された始点と設定された終点との間に位置する流体機器モデル及び配管モデルのうち、前記非定常解析に用いる該流体機器モデル及び該配管モデルを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記流体機器モデル及び前記配管モデルを、該流体機器モデル及び該配管モデルの容積を示す要素である複数のボリューム要素、並びに前記ボリューム要素と他の前記ボリューム要素との境界を示すと共に流体の運動エネルギーの増減を示す要素である複数のジャンクション要素に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された前記ボリューム要素毎の容積及び前記ジャンクション要素毎に対応した圧力損失の大きさを示す係数を、前記流体機器モデルの形状、前記配管モデルの形状、並びに前記管路網モデルを流れる流体の物理量に基づいて導出し、導出した該容積を前記ボリューム要素に対応付け、導出した該係数を前記ジャンクション要素に対応付ける導出手段と、流体の流量と各前記ボリューム要素の容積とから該流体の各前記ボリューム要素毎の通過時間を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された通過時間が各前記ボリューム要素において所定の差以内となるように、前記ボリューム要素及び前記ジャンクション要素を再び分割する再分割手段と、して機能させるための要素生成プログラムである。
【００２２】
本発明によれば、３次元モデルである管路網モデルを構成する流体機器モデル及び配管モデルが、ボリューム要素及びジャンクション要素に分割され、流体機器モデルの形状、配管モデルの形状、及び流体の物理量に基づいて、ボリューム要素毎の容積及びジャンクション要素毎の圧損係数が導出されるので、３次元モデルとして構築された管路網モデルから管路網における流体の非定常解析を行うために必要な情報を読み出すことができる。
【発明の効果】
【００２３】
３次元モデルとして構築された管路網モデルから管路網における流体の非定常解析を行うために必要な情報を読み出す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る数値解析装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る３次元モデルとして構築された管路網モデルの一例を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る非定常解析に用いる管路網ネットワークの一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る要素生成プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエレベーション差を登録する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る数値解析装置及び要素生成プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１に、本第１実施形態に係る数値解析装置１０の電気的構成を示す。
【００２７】
数値解析装置１０は、数値解析装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）１６、ＣＡＥによる数値解析プログラム及び詳細を後述する要素生成プログラム等の各種プログラム及び各種情報を記憶する記憶手段としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）１８を備えている。
【００２８】
さらに、数値解析装置１０は、キーボード及びマウス等から構成され、各種操作の入力を受け付ける操作入力部２０、ＣＡＤツールによって構築された管路網モデルや数値解析の結果等の各種情報を表示する、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の画像表示部２２、並びに他の情報処理装置及びプリンタ等の外部装置と接続され、該外部装置への各種情報の送受信を行う外部インタフェース２４を備えている。
【００２９】
これらＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、操作入力部２０、画像表示部２２、及び外部インタフェース２４は、システムバス３０を介して相互に電気的に接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、及びＨＤＤ１８へのアクセス、操作入力部２０に対する操作状態の把握、画像表示部２２に対する各種の画像の表示、並びに外部インタフェース２４を介した上記外部装置との各種情報の送受信等を各々行なうことができる。
【００３０】
なお、ＨＤＤ１８には、流体機器及び配管で構成される管路網をＣＡＤツールによって３次元モデルとして構築された管路網モデルを示す管路網モデルデータが予め記憶されている。また、ＣＡＤツールは、数値解析装置１０にインストールされ、数値解析装置１０によって管路網モデルが構築されていてもよいし、例えば、外部インタフェース２４を介して接続されている他の情報処理装置を用いて管路網モデルが構築され、該管路網モデルがＨＤＤ１８に記憶されてもよい。
【００３１】
図２にＣＡＤツールで作成された管路網モデルの一例（配管アイソメ図）を示す。
【００３２】
同図に示す管路網モデルは、流体機器としてタンク４０Ａ，４０Ｂ、弁４２Ａ〜４２Ｆ、ポンプ４４を含んでおり、各流体機器の間は、配管５０で結合されている。また、配管５０においても、口径の異なる配管５０同士はフランジを介して結合されている。
【００３３】
なお、管路網モデルに含まれる流体機器モデル及び配管モデルは、各々機器番号が付されており、各流体機器モデル及び配管モデルは、該機器番号によってその種類（例えば、配管であればその種別（直管、拡大、縮小、ベント、分岐、合流））が識別される。また、流体機器モデル及び配管モデルは、その形状（例えば、配管の形状データとして、等価粗さ、直管内径、長さ、入口内径、出口内径、拡大角、ベント内径、曲率半径、及び曲げ角度等）が入力されている。
【００３４】
さらに、管路網モデルには、ＣＡＥツールによる非定常解析において流体の物理量（温度、圧力、流速、及び流量等）を検出する個所を示す検出端が、予め設置されている。
【００３５】
一方、ＣＡＥツールによる管路網を流れる流体に対する非定常解析は、質量保存式、運動量保存式、及びエネルギー保存式の３種類の保存式（連続の式）からなる基礎方程式を用いて、流体の物理量を数値シミュレーションで解析する。そのため、基礎方程式をコンピュータで計算可能な式に変換する必要がある。すなわち、流体の流れ方向に連続的に変化する温度、圧力、流速、及び流量といった物理量を、空間で分割して離散化する必要がある。
【００３６】
このため、管路網を構成する流路をボリューム要素で分割し、ボリューム要素とボリューム要素の境界をジャンクション要素で接続するボリューム・ジャンクション法により、上記基礎方程式を空間的に離散化する。
【００３７】
なお、ボリューム要素とは、流体が流れる流路の容積を示す要素であり、具体的には、配管、タンク、熱交換器、ヘッダー配管等をボリューム要素である。また、ジャンクション要素とは、流体の運動エネルギーの増減（流体の圧力を減少させる抵抗や流体に圧力を与えるもの）を示す要素であり、具体的には、弁、オリフィス、及びフランジ等の流路面積が急に拡大又は急に縮小する部位、並びにポンプ等である。
【００３８】
図３に、図２に示した管路網モデルに基づいて生成したボリューム要素及びジャンクション要素を模式化した管路網ネットワーク図を示す。
【００３９】
図３に示す管路網ネットワーク図では、各配管５０、タンク４０Ａ，４０Ｂをボリューム要素としている。一方、弁４２Ａ〜４２Ｆ、ポンプ４４、フランジ５２をジャンクション要素としている。そして、同図に示すように、ボリューム要素とボリューム要素との境界には、ジャンクション要素が配置されている。なお、各ボリューム要素は、フランジ５２を介して隣り合う配管５０の容積の平均値が対応する容積となる。
【００４０】
そして、本第１実施形態に係る数値解析装置１０は、ボリューム・ジャンクション法による非定常解析を行うために、管路網モデルに基づいて、該管路網モデルに対応したボリューム要素及びジャンクション要素を生成する要素生成処理を行う。すなわち、本第１実施形態に係る数値解析装置１０は、上記ボリューム要素及びジャンクション要素を生成する要素生成装置としても作用する。
【００４１】
次に、本第１実施形態に係る数値解析装置１０の作用を説明する。
【００４２】
図４は、要素生成処理を行う場合に、ＣＰＵ１２によって実行される要素生成プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該要素生成プログラムはＨＤＤ１８の所定領域に予め記憶されている。
【００４３】
まず、ステップ１００では、ＨＤＤ１８に記憶されている管路網モデルを読み出し、該管路網モデルにおいて、非定常解析の対象となる始点及び終点を設定する。なお、該始点及び終点は、操作入力部２０を介してユーザによって設定される。
【００４４】
次のステップ１０２では、ステップ１００において設定された始点と終点との間に配置されている流体機器モデル及び配管モデルのうち、非定常解析に用いる流体機器モデル及び配管モデルを選択する。
【００４５】
具体的には、本第１実施形態では、管路網モデルにおいて、各流体機器モデル毎に付されている機器番号により、各々を区別しているため、該機器番号に基づいて非定常解析に用いる流体機器モデル及び配管モデルを選択する。また、流体機器モデル同士を結合させる配管モデルのうち、上述した検出端が設けられている配管モデル、及び予めユーザにより設定された口径以上の配管モデルが非定常解析に用いるものとして選択される。さらに、流体機器モデル同士を結合させる配管モデルでなくても、管路網モデル系外への流体の流れを示す配管であるベント管及びドレン管を示すモデル等を、非定常解析に用いるものとしてユーザにより選択できるとしてもよい。
【００４６】
次のステップ１０４では、ステップ１０２において選択された流体機器モデル及び配管モデルをボリューム要素及びジャンクション要素に分割する。
【００４７】
本第１実施形態では、上述したように、配管、タンク、熱交換器、ヘッダー配管等の配管の分岐部分は、ボリューム要素として分割され、ポンプ、並びに流路面積が拡大又は縮小する部分である流体機器（弁、オリフィス、及びフランジ等）は、ジャンクション要素として分割される。また、温度、圧力、及び濃度等を検出するための検出端が設置されているモデルは、ボリューム要素として分割され、流速及び流量等の流体の流れの大きさを示す物理量を検出するための検出端が設置されているモデルは、ジャンクション要素として分割される。なお、上述したように、ジャンクション要素は、ボリューム要素とボリューム要素との間に配置される。
【００４８】
次のステップ１０６では、管路網モデルのボリューム要素として分割された流体機器モデル及び配管モデルから、流体が流れる管の口径及び管の長さを抽出することによって、ボリューム要素毎の容積を導出する。また、流体機器モデルの形状、配管モデルの形状、及び管路網モデルを流れる流体の物理量に基づいて圧力損失の大きさを示す係数(以下、「圧損係数」という。)を導出する。そして、導出した容積をボリューム要素毎に対応付け、導出した圧損係数をジャンクション要素毎に対応付ける。
【００４９】
なお、上記管の口径及び管の長さとは、配管モデルの口径及び長さ、並びに流体機器モデル内の配管の口径及び長さをいう。また、流体の物理量とは、例えば、始点に入力される流体の成分（濃度）、基準圧力、基準温度、及び基準流量である。
【００５０】
なお、本第１実施形態では、連続している同一口径の管は、予め定められた容積以下となるように分割する。そして、該分割した容積をボリューム要素として対応付ける。
【００５１】
また、圧損係数を導出するためには、圧損係数を導出するための他のプログラムを用いて導出してもよい。この場合、流体機器モデルの形状及び配管モデルの形状を示す情報を該プログラムに入力する。そして、該プログラムによって導出された圧損係数を読み込み、各ジャンクション要素毎に対応付ける。
【００５２】
なお、導出した圧損係数が同じ場合は、該圧損係数を示す情報を統合させる。具体的には、例えば、同一の圧損係数を示す情報を所定のメモリ領域に記憶させ、ジャンクション要素には、該所定のメモリ領域のアドレスを示すアドレス情報を対応付ける。そして、非定常解析を行う場合に、上記アドレス情報に基づいて、記憶させた圧損係数を読み出す。これにより、ボリューム・ジャンクション法で非定常解析を行うために用いる情報の量を少なくすることができる。
【００５３】
次のステップ１０８では、流体の流量と各ボリューム要素の容積とから該流体の各ボリューム要素毎の通過時間を算出する。なお、ここでいう流体の流量とは、たとえば、管路網モデルが、定格運転している場合における体積流量である。
【００５４】
次のステップ１１０では、ステップ１０８で算出した通過時間が各ボリューム要素において所定の差以内となっているか否かを判定し、肯定判定の場合は、本プログラムを終了する一方、否定判定の場合は、ステップ１１２へ移行する。具体的には、本ステップ１００のおける処理は、ステップ１０８で算出した通過時間が最も短いボリューム要素を特定し、最も短い通過時間よりも所定倍（一例として２倍）の通過時間のボリューム要素がある場合を、上記所定の差を越えたボリューム要素があるとし、ステップ１１０で否定判定とする。
【００５５】
ステップ１１２では、上記所定の差を越えたボリューム要素をさらに予め定められた数で再分割し、ステップ１０６へ戻る。これにより、各ボリューム要素を通過する流体の通過時間を同等にすることができ、ボリューム・ジャンクション法による解析結果をより安定にすることができる。なお、分割したボリューム要素間には新たにジャンクション要素が配置される。
【００５６】
そして、本第１実施形態にかかる数値解析装置１０は、本プログラムが終了した後に、本プログラムによってボリューム要素及びジャンクション要素が配置された管路網ネットワークに基づいて、ボリューム・ジャンクション法を用いた数値解析プログラムによって非定常解析を行う。
【００５７】
以上説明したように、本第１実施形態に係る数値解析装置１０は、３次元モデルである管路網モデルを構成する流体機器モデル及び配管モデルがボリューム要素及びジャンクション要素に分割され、流体機器モデルの形状、配管モデルの形状、及び流体の物理量に基づいて、ボリューム要素毎の容積及びジャンクション要素毎の圧損係数が導出されるので、３次元モデルとして構築された管路網モデルから管路網における流体の非定常解析を行うために必要な情報を読み出すことができる。
【００５８】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５９】
なお、本第２実施形態に係る数値解析装置１０の電気的構成は、図１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
次に、本第２実施形態に係る数値解析装置１０の作用を説明する。
【００６１】
なお、第２実施形態に係る要素生成プログラムの処理の流れは、図４に示す処理と同様であるが、図４のステップ１０６において、ボリューム要素の位置を示す情報から、ジャンクション要素を介して隣接するボリューム要素の高度差（以下、「エレベーション差」という。）を算出する。
【００６２】
図５に、図４のステップ１０６で行われるエレベーション差を導出する処理の流れを示す。
【００６３】
まずステップ２００では、各ボリューム要素の中心点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を管路網モデルから抽出する。
【００６４】
次のステップ２０２では、ステップ２００で抽出した中心点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）のうち、高さ方向の情報（ｚ）の値を抽出する。
【００６５】
次のステップ２０４では、ジャンクション要素を介して隣接するボリューム要素のエレベーション差を、ステップ２０２で抽出した該ボリューム要素の高さ方向の情報（ｚ）から算出する。
【００６６】
次のステップ２０６では、ステップ２０４で算出したエレベーション差をボリューム要素又はジャンクション要素に登録する。
【００６７】
以上説明したように、本第２実施形態に係る数値解析装置１０では、ジャンクション要素を介して隣接するボリューム要素の位置情報として、該ボリューム要素間のエレベーション差のみを登録するので、登録したエレベーション差を用いることで、ボリューム・ジャンクション法による非定常解析で用いるパラメータの数を少なくすることができ、計算負荷を抑制することができる。
【００６８】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６９】
例えば、上記各実施形態では、ＨＤＤ１８に要素生成プログラムを記憶させていたが、本発明は、これに限定されるものではなく、要素生成プログラムを、磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク、メモＩＣ（Integrated Circuit）カード、及びメモリカード等の可搬型記憶媒体に記憶させ、該可搬型記憶媒体に記憶されている要素生成プログラムを数値解析装置１０が読み取り、実行する形態としてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０    数値解析装置
１２    ＣＰＵ
１８    ＨＤＤ
２０    操作入力部
【図１】
0005582878.tif 000002
【図２】
0005582878.tif 000003
【図３】
0005582878.tif 000004
【図４】
0005582878.tif 000005
【図５】
0005582878.tif 000006