(57)【要約】【課題】製品全体の動作をシミュレーションする製品動作シミュレータに組み込んで製品全体のエネルギー収支の検討が可能な音振動シミュレーションモデルの提供。【解決手段】音振動シミュレーションプログラムは、仕事率または仕事の次元を第１パラメータＰ１の次元で除した次元を有する第２パラメータＰ２を、入力される第１パラメータＰ１に対応して出力する第１演算部８、または、第１パラメータＰ１を入力される第２パラメータＰ２に対応して出力する第２演算部９、としてコンピュータを機能させ、第１演算部８は、第１パラメータＰ１および第１特性Ｃ１を含む関数として表され、第２演算部９は、第２パラメータＰ２および第２特性Ｃ２を含む関数として表され、第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２は構造体の形状を特徴付ける特性であって、第１特性Ｃ１は、第２パラメータＰ２の次元の比率であり、第２特性Ｃ２は、第１パラメータＰ１の次元の比率である。【選択図】図１
2018036863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品からの作用として入力される第１パラメータ及び／または第２パラメータに基づいて、コンピュータを、前記部品に取り付けられた構造体の音振動シミュレーションを行う音振動シミュレータとして機能させるための音振動シミュレーションプログラムであって、
仕事率または仕事の次元を前記第１パラメータの次元で除した次元を有する第２パラメータを、入力される前記第１パラメータに対応して出力する第１演算部、または、前記第１パラメータを入力される前記第２パラメータに対応して出力する第２演算部、として前記コンピュータを機能させ、
前記第１演算部は、前記第１パラメータおよび第１特性を含む関数として表され、
前記第２演算部は、前記第２パラメータおよび第２特性を含む関数として表され、
前記第１特性および前記第２特性は、前記音振動シミュレーションにおける前記構造体の形状を特徴付ける特性であって、
前記第１特性は、前記第２パラメータの次元の比率であり、前記第２特性は、前記第１パラメータの次元の比率である、音振動シミュレーションプログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の音振動シミュレーションプログラムにおいて、
前記音振動シミュレータは、前記部品に取り付けられた構造体の形状を複数の節点に離散化して音振動シミュレーションを行う、音振動シミュレーションプログラム。
【請求項３】
請求項２に記載の音振動シミュレーションプログラムにおいて、
前記節点に対応付けられた前記第１特性および前記第２特性を有し、
前記コンピュータを、前記節点に対応付けられた前記第１特性および前記第２特性を格納するデータ格納部として機能させる、音振動シミュレーションプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の音振動シミュレーションプログラムにおいて、
前記第１演算部または前記第２演算部を１つ以上有するように、前記コンピュータを機能させ、
前記データ格納部に格納される前記第１特性および前記第２特性の総数は、前記第１演算部および前記第２演算部を合計した数以上である、音振動シミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音振動シミュレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品開発の短期化や最適化を目的として、従来、試作品を用いた試験で行っていた性能や機能評価を、シミュレーションによって開発上流で行うモデルベース開発が普及している。モデルベース開発では、電気や機械、流体などの異なる分野の部品から構成される製品をモデル化するために、部品間のエネルギーの流れを、エネルギーを規定する量(位差量)と強さ(流動量)という２次元量のやり取りにより表現する方法が知られている(例えば、特許文献１)。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、部品の物理特性を集中定数として表すので、製品動作時のエネルギー収支の計算は可能であるが、３次元部品形状に依存する製品の音振動性能を直接評価することができない。そのため、製品の音振動性能を評価するためには、例えば、特許文献２に記載のような音振動特性分析方法を用いる必要がある。この分析方法は、製品の３次元形状を有限要素法などでモデル化し、モデル外部で別途計算した加振力を入力して評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７５３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術に特許文献２に記載の分析方法を適用して音振動特性を分析する方法では、特許文献１に記載の製品動作シミュレータから出力された加振力を特許文献に２に記載の音振動シミュレータに入力して、音振動を再現することになる。この場合、製品動作時のエネルギー収支と音振動のエネルギー収支とは別々のシミュレータにより独立して計算されるため、全体のエネルギー収支が成立しないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によると、音振動シミュレーションプログラムは、部品からの作用として入力される第１パラメータ及び／または第２パラメータに基づいて、コンピュータを、前記部品に取り付けられた構造体の音振動シミュレーションを行う音振動シミュレータとして機能させるための音振動シミュレーションプログラムであって、仕事率または仕事の次元を前記第１パラメータの次元で除した次元を有する第２パラメータを、入力される前記第１パラメータに対応して出力する第１演算部、または、前記第１パラメータを入力される前記第２パラメータに対応して出力する第２演算部、として前記コンピュータを機能させ、前記第１演算部は、前記第１パラメータおよび第１特性を含む関数として表され、前記第２演算部は、前記第２パラメータおよび第２特性を含む関数として表され、前記第１特性および前記第２特性は、前記音振動シミュレーションにおける前記構造体の形状を特徴付ける特性であって、前記第１特性は、前記第２パラメータの次元の比率であり、前記第２特性は、前記第１パラメータの次元の比率である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、製品全体の動作をシミュレーションする製品動作シミュレータに組み込んで製品全体のエネルギー収支の検討が可能な音振動シミュレーションモデルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、音振動シミュレーションモデルが組み込まれた製品全体シミュレータの一例を示す図である。
【図２】図２は、有限要素モデルにより表された部品形状の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施の形態の音振動シミュレーションプログラムが実行されるハードウェアを説明する図である。
【図４】図４は、製品全体シミュレータにおける処理手順を説明する図である。
【図５】図５は、比較例を示す図である。
【図６】図６は、機能ブロック図の一例を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明の第１の実施形態を説明する図であり、製品全体シミュレータ１３を示す図である。図１は、本実施の形態の音振動シミュレーションモデル１０を製品動作モデルに組込んで構築した、製品全体シミュレータ１３の一例を示す図である。製品全体シミュレータ１３は、製品動作シミュレータ３と、２つの音振動シミュレーションモデル１０とで構成されている。
【００１０】
製品動作シミュレータ３は、製品を構成する部品の機能モデルである部品モデル４を複数有する。部品モデル４では、部品の物理特性は集中定数として表されている。製品動作シミュレータ３においては、複数の部品モデル４間における第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２のやり取りによって、製品動作時の部品間のエネルギー収支を再現する。第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２は部品モデル４間でやりとりされるエネルギーを表現するものであり、第１パラメータＰ１の次元は、仕事率［Ｊ／ｓ］または仕事［Ｊ］の次元を第２パラメータＰ２の次元で除した次元になっている。すなわち、第１パラメータＰ１の次元と第２パラメータＰ２の次元との積は、仕事率［Ｊ／ｓ］または仕事［Ｊ］の次元になっている。なお、第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２の一方が前述した位差量に対応し、他方が流動量に対応する。
【００１１】
例えば、製品動作シミュレータ３が電気車両の電動パワートレーンに関するものである場合には、複数の部品モデル４は、インバータ、モータ、ギアボックス、車両等の部品モデルで構成される。インバータとモータとの間でやり取りされる第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２の場合、一方は電圧であり他方は電流である。また、モータとギアボックスとの間でやり取りされる第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２の場合、一方は回転速度であり他方はトルクである。
【００１２】
図１に示す例では、音振動シミュレーションモデル１０として、２つの音振動シミュレーションモデル１０Ａ，１０Ｂが設けられている。ここでは、部品モデル４に取り付けられた第１の部品に対して、さらに第２の部品が取り付けられている場合を例に示した。ここでは、音振動シミュレーションモデル１０Ａは第１の部品の振動をシミュレートし、音振動シミュレーションモデル１０Ｂは第２の部品の振動をシミュレートする。
【００１３】
音振動シミュレーションモデル１０は、第１パラメータＰ１を受信し、かつ、第２パラメータＰ２を送信する第１演算部８（８Ａ〜８Ｃ）と、第２パラメータＰ２を受信し、かつ、第１パラメータＰ１を送信する第２演算部９（９Ａ〜９Ｃ）とで構成されている。第１演算部８は、第１パラメータＰ１および部品の形状に関する第１特性Ｃ１を含む関数Ｆ１として表わされ、第２演算部９は、第２パラメータＰ２および部品の形状に関する第２特性Ｃ２を含む関数Ｆ２として表わされる。
【００１４】
すなわち、第１演算部８は、Ｐ２＝Ｆ１(Ｃ１，Ｐ１)のように、第１特性Ｃ１により第１パラメータＰ１を第２パラメータＰ２に変換するものである。同様に、第２演算部９は、Ｐ１＝Ｆ２(Ｃ２，Ｐ２)のように、第２特性Ｃ２により第２パラメータＰ２を第１パラメータＰ１に変換するものである。
【００１５】
なお、第１特性Ｃ１は、第２パラメータＰ２の次元の比率であり、第２特性Ｃ２は、第１パラメータＰ１の次元の比率である。
【００１６】
製品動作シミュレータ３の部品モデル４の場合には、前述したように、各部品モデル４は部品の物理特性を集中定数として表している。一方、本実施の形態の音振動シミュレーションモデル１０では、有限要素法を用いたモデル化により、部品の形状に関する特性を、部品の形状を離散化した各点での振動特性や応力特性で構成するようにした。
【００１７】
図２は、有限要素モデルにより表された部品形状（部品モデル２０）の一例を示す図である。部品モデル２０は、離散化された４つの節点２００ａ〜２００ｄを有する四面体形状で表されている。図２の四面体形状で表される部品の構造体に振動が生じると、隣接する節点との間でエネルギーのやり取りが生じる。すなわち、各節点のそれぞれが、エネルギーモデルにおける部品モデルに対応するものと考えることができ、各節点間において第１および第２パラメータのやり取りが行われる。
【００１８】
また、いずれかの節点に対応する位置において他の部品と接続すると、その節点と接続された他の部品との間で第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２のやり取りが行われる。この第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２のやり取りが、図１に示した第１演算部８（８Ａ〜８Ｃ），第２演算部９（９Ａ〜９Ｃ）によって規定される。上述したように、第１演算部８および第２演算部９はパラメータと特性とを含む関数として表されるが、関数の形はどのような特性をシミュレートするかに応じて決まる。例えば、ここでは、構造体の振動のシミュレーションに対応した関数が適用される。関数の決定方法についての詳細説明は省略するが、特許文献１におけるエネルギーモデルの場合と同様の考え方を適用することができる。例えば、部品モデル４において、第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２が振動系のパラメータである場合の機能ブロックと同様に構成される。
【００１９】
図６は、機能ブロック図の一例を示したものである。上述した音振動シミュレーションモデル１０は、このような機能ブロック図で表現される処理を実行するプログラムとして与えられる。ここで示す例は、第１パラメータを速度［ｍ／ｓ］、第２パラメータを力［Ｎ］の振動系として表わした部品モデル２０において、節点２００ａに第２演算部９を、節点２００ｂに第１演算部８を設定した場合の機能ブロック図である。
【００２０】
具体的に、第２演算部９の演算機能を詳細に説明する。第２演算部９は、部品モデル４が出力する第２パラメータＰ２Ａと、第１演算部８が送信する第２パラメータＰ２Ｃを受信し、部品モデル４に第１パラメータＰ１Ｄと、第１演算部８に第１パラメータＰ１Ｃを送信する。そのうち、第２パラメータＰ２Ａに対しては、まず、節点２００ａにおける形状に関する振動の第２特性Ｃ２が積算され、第２パラメータＰ２Ｂが出力される。ここで、第２特性は速度［ｍ／ｓ］の次元の比率であり、有限要素法により表された部品モデル２０の固有値解析から得られるものである。
【００２１】
つぎに、第１変換特性２０１に、第２パラメータＰ２Ｂおよび第２パラメータＰ２Ｃが入力され、第１パラメータＰ１Ａが出力される。第１変換特性２０１の機能は、式を用いると次式（１）のように表わすことができる。
第１パラメータＰ１Ａ＝第１変換特性２０１
×(第２パラメータＰ２Ｂ−第２パラメータＰ２Ｃ)
・・・（１）
【００２２】
ここで第１変換特性２０１は、部品モデル２０の質量特性や塑性変形など、第２パラメータＰ２の次元を第１パラメータＰ１の次元に変換する機能を有しており、有限要素法などで得ることができる。出力された第１パラメータＰ１Ａは、分岐２０２により、部品モデル４に向かう第１パラメータＰ１Ｂと、第１演算部８に向かう第１パラメータＰ１Ｃに分岐される。第１パラメータＰ１Ｂに対しては、節点２００ａにおける形状に関する振動の第２特性Ｃ２が積算され、第１パラメータＰ１Ｄが出力される。
【００２３】
なお、第１演算部８についての詳細説明は第２演算部９と同様のため省略するが、第２変換特性２０３は、部品モデル２０の剛性特性や粘性摩擦など、第１パラメータＰ１の次元を第２パラメータＰ２の次元に変換する機能を有している。
【００２４】
一方、構造体の振動特性、すなわち、各節点における形状に関する振動特性は上述した第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２で表現される。図２（ａ）に示す部品モデル２０の各節点２００ａ〜２００ｄには、図２（ｂ）に示すような第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２がそれぞれ設定される。図２（ｂ）では、第１パラメータＰ１の次元と第２パラメータＰ２の次元との積が仕事率［Ｊ／ｓ］の場合と、仕事［Ｊ］の場合との両方を示した。
【００２５】
音振動シミュレーションモデル１０Ａでは振動のシミュレーションが行われるので、次元の積が仕事率［Ｊ／ｓ］の場合には、第１特性Ｃ１は力［Ｎ］の比率で表され、第２特性Ｃ２は速度［ｍ／ｓ］の比率で表される。これは、節点に力が作用したときに、その節点に第２特性Ｃ２の定数倍の速度が生じることを表している。振動シミュレーションの場合、第１パラメータＰ１は速度［ｍ／ｓ］または変位［ｍ］となり、第２パラメータＰ２は力［Ｎ］となる。すなわち、第１演算部８では、速度の次元の第１パラメータＰ１および力の比率の第１特性Ｃ１から、力の次元の第２パラメータＰ２が出力される。第２演算部９では、力の次元の第２パラメータＰ２および速度の比率の第２特性Ｃ２から、速度の次元の第２パラメータが出力される。
【００２６】
また、次元の積が仕事［Ｊ］の場合には、第１特性Ｃ１は力［Ｎ］の比率で表され、第２特性Ｃ２は変位［ｍ］の比率で表される。これは、節点に力が作用したときに、その節点に第２特性Ｃ２の定数倍の変位が生じることを表している。なお、部品モデル２０はソリッド要素のため各節点は３次元における運動（変位）となり、速度、変位、力はＸ，Ｙ，Ｚの３方向の成分から成る。
【００２７】
図２の部品モデル２０は４つの節点２００ａ〜２００ｄを有しているが、いずれの節点も、部品モデル４と接続される接続点に適用することが可能である。例えば、節点２００ｂ、２００ｃを部品モデル４との接続点に選択した場合、部品モデル４との間の第１演算部８または第２演算部９は、節点２００ｂ、２００ｃの第１特性Ｃ１または第２特性Ｃ２を含む関数として表される。なお、一つの節点の変位は他の節点へ影響を及ぼすので、例えば、図１に示す第１演算部８Ａから出力される第２パラメータＰ２は、部品モデル４だけでなく、第２演算部９Ａ，９Ｂにも入力される。
【００２８】
なお、部品モデル４との接続点である節点に対して第１演算部８および第２演算部９のどちらを適用するかは、例えば、次のように行われる。すなわち、部品モデル４の接続点の剛性が、部品モデル２０の接続点の剛性に対して十分高い場合は、部品モデル４は速度［ｍ／ｓ］、または変位［ｍ］を出力すると考えられるため、それらを受信し、力を部品モデル４に対して送信する第１演算部８を適用する。逆に、部品モデル４の接続点の剛性が、部品モデル２０の接続点の剛性に対して十分低い場合は、部品モデル４は力［Ｎ］を出力すると考えられるため、力を受信し、速度［ｍ／ｓ］、または変位［ｍ］を部品モデル４に対して送信する第２演算部９を適用する。
【００２９】
データベース１６Ａには、各節点２００ａ〜２００ｄに関する第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２が記憶されている。なお、データベース１６Ｂは音振動シミュレーションモデル１０Ｂに対して設けられたデータベースであり、データベース１６Ａの場合と同様に構成されている。
【００３０】
図２（ｂ）に示したように、ソリッド要素の場合、一つの節点は第１特性Ｃ１と第２特性Ｃ２とを合わせて６個の特性を持つので、図２（ａ）に示すような４つの節点を有する部品モデル２０の場合、合計で２４個の特性を有することになる。図１に示す音振動シミュレーションモデル１０Ａの第１演算部８Ａ、８Ｂや第２演算部９Ａ、９Ｂは、これら２４個の特性の一部を採用して構成されている。つまり、第１特性Ｃ１のデータベースの自由度ｆ１と第２特性Ｃ２のデータベースの自由度ｆ２の総数は、音振動シミュレーションモデル１０Ａの有する第１演算部８Ａ、８Ｂおよび第２演算部９Ａ、９Ｂの総数以上となっている。
【００３１】
これにより、音振動シミュレーションモデル１０Ａの第１演算部８Ａ、８Ｂや第２演算部９Ａ、９Ｂで採用する特性を変更することで、取り付け位置の変更を再現することができる。例えば、図１において、部品モデル４と部品モデル２０との取り付け位置が図２（ａ）の節点２００ａ、２００ｂであった場合、第１演算部８Ａ、第２演算部９Ａの特性には節点２００ａ、２００ｂの特性が用いられるが、第２演算部９Ａの特性を節点２００ｃの特性に変更することで、取付け位置を変更した場合のエネルギー収支の違いを推定することができる。
【００３２】
また、例えば、データベース１６Ａの第１特性Ｃ１と第２特性Ｃ２を、４面体形状の部品モデル２０から、その他の形状部品の特性に書き換えることで、形状変更した際の製品全体のエネルギー収支を検討できる効果がある。
【００３３】
なお、音振動シミュレーションモデル１０として音場モデルを用いる場合には、次元の積が仕事率[Ｊ／ｓ]の場合には、第１パラメータＰ１の次元は体積速度[ｍ3／ｓ]となり、第２パラメータＰ２の次元は音圧[Ｐａ]となる。また、次元の積が仕事[Ｊ]の次元の場合には、第１パラメータＰ１の次元は体積[ｍ3]となり、第２パラメータＰ２の次元は音圧[Ｐａ]となる。これにより、仕事率、または、仕事として製品全体のエネルギー収支を検討することができる。
【００３４】
例えば、部品モデル２０で表される構造体が振動して発生する騒音をシミュレートする場合には、構造体の振動をシミュレートする音振動シミュレーションモデル１０Ａに対して、音場モデルの音振動シミュレーションモデル１０Ｂを接続する。音振動シミュレーションモデル１０Ｂは、音振動シミュレーションモデル１０Ａのシミュレーション結果に基づいて騒音をシミュレートする。
【００３５】
図３は、音振動シミュレーションモデル１０に関するプログラム（音振動シミュレーションプログラム）を実行するハードウェアを構成するコンピュータ１００の、概略構成を示す図である。コンピュータ１００は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、入力装置１０３と、ハードディスク１０４と、ディスプレイ１０５とを備えている。これらは、システムバス１０６を介して接続されている。ＣＰＵ１０１は、コンピュータ１００の制御・演算部として機能し、音振動シミュレーションモデル１０のプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１０１は、製品動作シミュレータ３のプログラムを実行する。すなわち、製品全体シミュレータ１３は、製品動作シミュレータ３のプログラムと音振動シミュレーションモデル１０のプログラムとで構成される。
【００３６】
メモリ１０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ＣＰＵ１０１の作業領域として機能し、処理途中のデータ等が記憶される。ハードディスク１０４には、製品全体シミュレータ１３を構成するプログラムやデータ等が記憶されている。これらのプログラムやデータは、ＣＰＵ１０１によってメモリ１０２にロードされる。入力装置１０３は、例えばキーボードやマウスであり、オペレータが指示を入力するための入力部として機能する。
【００３７】
図４は、製品全体シミュレータ１３における処理手順を説明する図である。製品全体シミュレータ１３の処理が開始されると、まず、ステップＳ１において、音振動シミュレーション対象である構造体の接続点の入出力処理が行われる。オペレータは、入力装置１０３を用いて、構造体の接続点に対応する節点を指定する。そして、接続点の設定情報に基づいて、接続点に適用された節点のパラメータをデータベース１６から読み出し、接続点に対応する演算部をそれぞれ設定する。例えば、第１パラメータＰ１を受信し、第２パラメータＰ２を送信する第１演算部８を、接続点に対して設定する。
【００３８】
ステップＳ２では、製品動作シミュレータ３および音振動シミュレーションモデル１０への、接続点からの入力を設定する。例えば、音振動シミュレーションモデル１０の接続点が第１演算部８を有する場合、製品動作シミュレータ３への入力は、第１演算部８が送信する第２パラメータＰ２であり、音振動シミュレーションモデル１０への入力は、第１演算部８が受信する第１パラメータＰ１である。
【００３９】
ステップＳ３では、数値積分を行い、ステップＳ２で設定した入力に応じた製品動作シミュレータ３および音振動シミュレーションモデル１０Ａの現在の状態を求め、接続点からの出力を計算する。例えば、音振動シミュレーションモデル１０Ａの接続点が第１演算部８を有する場合、製品動作シミュレータ３からの出力は、第１演算部８が受信する第１パラメータＰ１であり、音振動シミュレーションモデル１０からの出力は、第１演算部８が送信する第２パラメータＰ２である。
【００４０】
なお、数値積分のステップは、製品動作シミュレータ３と音振動シミュレーションモデル１０とで、一致している必要はない。すなわち、製品動作シミュレータ３と音振動シミュレーションモデル１０とは、それぞれの時間スケールに応じた数値積分を独立に行っても良い。
【００４１】
ステップＳ４では、計算の継続を確認する。継続する場合はステップＳ２に進み、終了する場合は計算を終了する。
【００４２】
このように、音振動シミュレーションモデル１０は、積の次元が仕事率または仕事の次元と第１パラメータＰ１および第２パラメータＰ２に関して、部品モデルから第１パラメータＰ１を受信して第２パラメータＰ２を部品モデルに送信する第１演算部８や、部品モデルから第２パラメータＰ２を受信して第１パラメータＰ１を部品モデルに送信する第１演算部９を備える。そのため、そのような音振動シミュレーションモデル１０を製品動作シミュレータ３に組み込むことで、製品動作全体のエネルギー収支を検討することが可能となる。
【００４３】
上述したように、本実施の形態の音振動シミュレーションモデル１０のプログラム（音振動シミュレーションプログラム）をＣＰＵ１０１が実行することにより、コンピュータ１００は、部品モデル４がシミュレートする部品に取り付けられた構造体の音振動シミュレーションを行う音振動シミュレータとして機能する。
【００４４】
そして、音振動シミュレーションプログラムは、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１を、仕事率または仕事の次元を第１パラメータＰ１の次元で除した次元を有する第２パラメータＰ２を、入力される第１パラメータＰ１に対応して出力する第１演算部８、または、仕事率または仕事の次元を第２パラメータＰ２の次元で除した次元を有する第１パラメータＰ１を、入力される第２パラメータＰ２に対応して出力する第２演算部９として機能させる。第１演算部８は、第１パラメータＰ１および第１特性Ｃ１を含む関数として表され、第２演算部９は、第２パラメータＰ２および第２特性Ｃ２を含む関数として表される。第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２は、音振動シミュレーションにおける構造体の形状を特徴付ける特性であって、第１特性Ｃ１は、第２パラメータＰ２の次元の比率であり、第２特性Ｃ２は、第１パラメータＰ１の次元の比率である。
【００４５】
このように、音振動シミュレーションモデル１０に上述のような第１演算部８および第２演算部９を設けることで、部品モデル４と音振動シミュレーションモデル１０との間のエネルギーのやり取りを含めたシミュレーションを行うことができる。その結果、製品動作全体のエネルギー収支を検討可能な製品全体シミュレータ１３を構成することができる。また、第１演算部８および第２演算部９は、シミュレート対象である部品（構造体）の形状に関する第１特性Ｃ１と第２特性Ｃ２とを含む関数であるため、３次元部品形状に依存する製品の音振動特性をより正確に再現することができる。
【００４６】
図５は比較例を示す図である。前述したように、特許文献１に記載の方法では、３次元部品形状に依存する製品の音振動性能を直接評価することができない。一方、製品の音振動性能の評価に関しては、製品の３次元形状を有限要素法などでモデル化し、モデル外部で別途計算した加振力を入力して評価する手法が提案されている(例えば、特開２０１５−１１５６７号公報)。
【００４７】
そのため、音振動をシミュレーションしようとした場合、図５に示すように、特許文献１を適用した製品動作シミュレータ３から加振力を出力させ、その加振力を特許文献２に記載のようにモデル化された音振動シミュレータ６に与えて、音振動をシミュレーションする方法が考えられる。
【００４８】
製品動作シミュレータ３は、複数の部品モデル４における第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２のやり取りによって、製品動作時の部品間のエネルギー収支を再現する。該当製品の音振動に関しては、製品動作シミュレータ３から出力された加振力５を音振動シミュレータ６に与えて、音振動を再現することになる。したがって、製品動作時のエネルギー収支と、音振動のエネルギー収支とは、別々のシミュレータにより独立して計算されるため、全体のエネルギー収支が成立しないという問題があった。
【００４９】
一方、本実施の形態では、上述した第１演算部８や第２演算部９を備え、部品モデル４と構造体とエネルギーのやり取りを再現するようにしているので、製品動作全体のエネルギー収支を検討可能な製品全体シミュレータ１３を構成することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態の音振動シミュレーションモデル１０のプログラムは、単体としても動作可能であり、必ずしも製品動作シミュレータ３に組込んで製品全体シミュレータ１３として動作させる必要はない。
【００５１】
さらに、節点２００ａ〜２００ｄに対応付けられた第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２を有し、コンピュータ１００のハードディスク１０４を、節点２００ａ〜２００ｄに対応付けられた第１特性Ｃ１および第２特性Ｃ２、すなわちデータベース１６Ａを格納するデータ格納部として機能させる。それによって、音振動シミュレーションモデル１０の第１演算部８や第２演算部９で採用する特性を変更することで、取り付け位置の変更を再現することができ、取付け位置を変更した場合のエネルギー収支の違いを推定することが可能となる。また、データベース１６Ａの各特性を構造体の形状を変更した場合の特性に書き替えることで、構造体の形状変更にも容易に対応することができる。
【００５２】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
３…製品動作シミュレータ、４，２０…部品モデル、８，８Ａ〜８Ｃ…第１演算部、９，９Ａ〜９Ｃ…第２演算部、１０，１０Ａ，１０Ｂ…音振動シミュレーションモデル、１３…製品全体シミュレータ、１６Ａ，１６Ｂ…データベース、１００…コンピュータ、１０１…ＣＰＵ、Ｐ１…第１パラメータ、Ｐ２…第２パラメータ
【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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