(57)【要約】【課題】規則的に配置された開口部を持つ構造において発生する自然対流による冷却効果を高い精度で解析可能な解析モデルを作成する。【解決手段】複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順とを備える。【選択図】      図１
2004164269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のために前記モールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、
前記モールド部品に配置された前記開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに前記所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、前記モールド部品において前記開口部が配置されている間隔の前記所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、
前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、前記形状データを変更する手順と、
前記形状データによって表される前記各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順と
を備えたことを特徴とする解析モデル作成方法。
【請求項２】
複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のために前記モールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、
前記モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する手順と、
前記詳細解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、前記詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、
前記モールド部品に配置された前記開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに前記所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、前記モールド部品において前記開口部が配置されている間隔の前記所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、
前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、前記形状データを変更する手順と、
前記形状データによって表される前記各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順と
前記合成開口部に前記抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと前記発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、前記簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、
前記詳細解析モデルに関するシミュレーション結果と前記簡略解析モデルに関するシミュレーション結果との差に基づいて、前記簡略解析モデルの妥当性を評価する手順と、
前記簡略解析モデルに関する妥当性の評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および前記抵抗体に設定する開口率をそれぞれ再調整する手順と
を備えたことを特徴とする解析モデル作成方法。
【請求項３】
複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のために前記モールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、
前記モールド部品に配置された前記開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに前記所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、前記モールド部品において前記開口部が配置されている間隔の前記所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、
前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、前記形状データを変更する形状調整手段と、
前記形状データによって表される前記各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段と
を備えたことを特徴とする解析モデル作成装置。
【請求項４】
複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のために前記モールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、
前記モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手段と、
前記詳細解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、前記詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手段と、
前記モールド部品に配置された前記開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに前記所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、前記モールド部品において前記開口部が配置されている間隔の前記所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、
前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、前記形状データを変更する形状調整手段と、
前記形状データによって表される前記各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段と、
前記合成開口部に前記抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと前記所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、前記簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手段と、
前記詳細解析手段によって得られたシミュレーション結果と前記簡略解析手段によって得られたシミュレーション結果との差に基づいて、前記簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手段と、
前記評価手段による評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、前記形状調整手段と前記抵抗体合成手段とに、それぞれ前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および前記抵抗体に設定する開口率の再調整を指示する調整指示手段と
を備えたことを特徴とする解析モデル作成装置。
【請求項５】
モールド部品に所定の間隔を空けて規則的に配置されている複数の開口部による冷却効果を熱流体解析を利用してシミュレーションする冷却効果シミュレーション装置において、
前記モールド部品の熱流体解析にかかわる特性を簡略化した構成によって表す簡略解析モデルを作成する簡略モデル作成手段と、
解析対象の装置に搭載される少なくとも一つの発熱源を表す少なくとも一つの解析モデルと前記簡略モデル作成手段によって作成された簡略解析モデルとを組み合わせて、前記解析対象の装置に対応する装置モデルを作成する装置モデル作成手段と、
前記装置モデルについて、前記簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする装置モデル解析手段とを備え、
前記簡略モデル作成手段は、
前記モールド部品に配置された前記開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに前記所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、前記モールド部品において前記開口部が配置されている間隔の前記所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、
前記各合成開口部の大きさを示す値と前記各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、前記形状データを変更する形状調整手段と、
前記形状データによって表される前記各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段とを備えて構成される
ことを特徴とする冷却効果シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータのディスプレイ装置の筐体などを設計する際に用いられるＣＡＥ技術に関し、特に、筐体に規則的に配置された開口部による冷却効果を熱流体解析を用いて評価するための解析モデル作成方法およびこの方法を用いた冷却効果シミュレーション装置並びにプログラムに関する。
ディスプレイ装置に搭載される様々なユニットは、近年では非常に高密度化しており、これに伴って、各ユニットからの発熱量も増大する傾向にある。
【０００２】
このような傾向から、ディスプレイ装置の筐体を構成するモールド部品を設計する際には、天井部などに規則的に配置されたスリットによって得られる冷却効果を精密に評価する必要性に迫られている。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、ディスプレイ装置では、カバーの天井部などに配置されたスリットを介して装置内部の空気と外部の空気とが自然に対流する現象を利用して、内部に搭載されたユニットの冷却を図っている。このような自然対流による冷却効果は、当然ながら、個々のスリットの形状やスリットの間隔、そして、スリットが配置された場所と各ユニットとの相対位置などによって大きく左右される。
その一方、ディスプレイ装置の筐体などを構成するモールド部品は、射出成型によって作成されるため、様々なスリット形状やスリットの配置方法に対応してモールド部品の実物をそれぞれ作成して評価することは困難である。なぜなら、モールド部品の実物を射出成型によって作成するためには、莫大な費用をかけて金型を作成する必要があり、また、評価結果を反映するために金型を修正する際にも、また莫大な費用が必要となるからである。
【０００４】
このため、ディスプレイ装置のカバーなどに配置されたスリットによる冷却効果を評価するために、従来から、熱流体解析の手法を取り入れたシミュレーションが適用されていた。
熱流体解析では、解析モデルを各座標軸方向について等間隔にメッシュ分割し、分割された各ブロックごとに解析を行なっている。したがって、熱流体解析による解析の精度は、解析すべき対象をモデル化する方法および解析モデルを分割するやり方によって大きく左右される。
【０００５】
熱流体解析を適用する際に、従来は、スリットの集合を次に挙げる３つの方針の一つに従ってモデル化していた。
第１の方針は、スリット形状を忠実にモデル化し、この詳細な解析モデルについて熱流体解析を行なうものである。
例えば、図１２（ａ）に示すように、幅３ｍｍの細長い４０本のスリットを３ｍｍおきに配置した形状を表す解析モデルを作成する場合は、スリットが並んでいる方向について３ｍｍ間隔で分割する必要がある。
【０００６】
この方針に従ってモデル化した場合は、複雑な形状のスリットの集合を介する対流現象を、高い精度で解析することができる。その一方、スリットが並んでいる方向について、スリットが配置されている範囲内だけでも分割数が８０にものぼってしまうので、熱流体解析には莫大な処理コストが必要となる。
一方、第２の方針は、図１２（ｂ）に示すように、例えば、スリットを３本ずつ一纏めにして、３本分の幅を持つ開口部を元の３倍の間隔を空けて配置した形状に相当する簡略化したモデルを作成し、熱流体解析に必要とされる処理コストを抑制するものである。
【０００７】
第３の方針は、パンチングメタルのモデルを簡略化するための手法をスリットの集合に適用するものである。
この方針において適用される手法は、スリットの集合を、図１２（ｃ）に示すように、開口部を有する膜状の抵抗体によってモデル化するものである。そして、この手法を適用して作成されたモデルは、スリットの集合を忠実にモデル化した場合に比べて非常に少ない分割数で解析を行なうことが可能である。
【０００８】
なお、この分野に関する従来技術については、下記の特許文献を参照されたい。
【特許文献１】
特開平７−３１１１６６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２９７８０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の方針を採用した場合には、精度の高い解析結果が得られる反面、解析自体にはもちろん、解析モデルの作成にも多大な処理コストが必要となる。また、スリット形状のモデル化およびスリット形状のモデルに関する熱流体解析に処理コストを割り当てた分だけ、同時に解析されるべき他の搭載部品の解析モデルに割り当て可能な処理コストが減少し、それらの搭載部品による影響を正確に反映した解析結果を得ることが難しくなってしまう。
【００１０】
一方、第２あるいは第３の方針を採用した場合には、スリットが配置された部分に関する解析モデルの作成やこの部分に関する熱流体解析に要する処理コストを大幅に低減できるものの、スリットによる冷却効果に関して得られる解析結果の精度は当然ながら低下してしまう。その代わり、スリットに関する解析に割り当てられる処理コストを削減した分だけ、他の搭載部品に処理コストを割り当てることが可能であるので、それらの搭載部品に関して精度の高い解析結果を得ることが可能である。
【００１１】
このように、従来の手法は、いずれを取っても一長一短があり、スリット部分と他の搭載部品との両方に関して、精度の高い解析結果を得ることは非常に困難であった。
本発明は、規則的に配置された開口部を持つ構造において発生する自然対流による冷却効果を高い精度で解析可能な解析モデルを作成するための解析モデル作成方法および装置を提供するとともに、この方法を用いて作成した解析モデルを用いた冷却効果シミュレーション装置並びにプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
図１に、本発明の解析モデル作成方法の原理を示す。
請求項１の発明は、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明では、複数の開口部をまとめることによって多数の開口部が配置された複雑な形状を簡略化した上で、例えば、合成開口部の幅とこの合成開口部が配置される間隔との比を１対１からずらし、更に、合成開口部にパンチングメタルにおいて適用される開口率を設定した抵抗体を適用する。このように、簡略化された解析モデルにおいて、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な値に調整し、合成開口部に適用する抵抗体の開口率を適切な値に設定することにより、多数の開口部が配置されたモールド部品とほぼ同等の熱流体現象を再現することが可能である。
【００１４】
請求項２の発明は、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する手順と、詳細解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順と合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、詳細解析モデルに関するシミュレーション結果と簡略解析モデルに関するシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する手順と、簡略解析モデルに関する妥当性の評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率をそれぞれ再調整する手順とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明では、上述した請求項１の発明方法によって作成された簡略解析モデルを含んだ装置モデルと、詳細解析モデルを含んだ装置モデルとについてそれぞれ冷却効果のシミュレーションを行ない、これらのシミュレーション結果の差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する。そして、この評価結果が所定の水準に達するまで、合成開口部とこの合成開口部が配置される間隔との比および抵抗体に設定する開口率を調整することにより、これらのパラメータを最適化して、より妥当性の高い簡略解析モデルを作成することができる。
【００１６】
図２に、本発明にかかわる解析モデル作成装置の原理ブロック図を示す。
請求項３の発明は、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明では、形状合成手段１１１によって、例えば、図１２のように３ｍｍおきに配置された４０本のスリットを３本ずつまとめることにより、元のスリットの３倍の幅を有する合成開口部を元の間隔の３倍の間隔を開けて配置した形状を表す形状データを形成する。次いで、形状調整手段１１２によって、これらの合成開口部の幅と合成開口部が配置される間隔との比率を元の割合からずらした上で、抵抗体合成手段１１３によって、各合成開口部に抵抗体を重ね合わせる。本出願人は、上述したようにして形成された簡略な解析モデルについて冷却効果を評価するシミュレーションを行ない、多数の開口部が配置されたモールド部品を表す詳細な解析モデルを用いて得られたシミュレーション結果と比較する実験を試みている。この実験の結果から、上述したようにして形成された解析モデルにより、多数の開口部が配置されたモールド部品とほぼ同等の熱流体現象を再現することが可能であると考えられる。
【００１８】
なお、上述した解析モデル作成装置において、形状調整手段１１２により、合成開口部の幅に対する間隔の比を、数値４／７から数値１／２までの範囲で調整し、抵抗体合成手段１１３により、開口率６０％から開口率７０％の抵抗体を各合成開口部に重ね合わせることが望ましい。
本出願人は、このようにして生成された解析モデルが、元の複雑な形状のモールド部品に対応する詳細な解析モデルとほぼ同等の解析結果を与えることを実験によって確認している。
【００１９】
また、請求項４の発明は、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手段と、詳細解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手段と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手段と、詳細解析手段によって得られたシミュレーション結果と簡略解析手段によって得られたシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手段と、評価手段による評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、形状調整手段と抵抗体合成手段とに、それぞれ各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率の再調整を指示する調整指示手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４発明では、形状合成手段１１１と形状調整手段１１２と抵抗体合成手段１１３とによって作成された簡略解析モデルを含む装置モデルについて、簡略解析手段１１６が冷却効果に関するシミュレーションを行なう。また、詳細モデル作成手段１１４によって作成された詳細解析モデルを含む装置モデルについて、詳細解析手段１１５が冷却効果に関するシミュレーションを行なう。そして、これら２つのシミュレーション結果に基づいて、評価手段１１７が簡略解析モデルの妥当性を評価し、この評価結果に基づいて、調整指示手段１１８が形状調整手段１１２および抵抗体合成手段１１３にそれぞれパラメータの調整を指示することにより、簡略解析モデルを構成する合成開口部の大きさおよびその配置とともに合成開口部に重ね合わせられる抵抗体の開口率を最適化する。
【００２１】
このようにして作成された簡略解析モデルは、構造が非常に簡略化されているにもかかわらず、元の形状の熱流体力学的な特性をほぼ忠実に再現していることが期待できる。
図３に、本発明にかかわる冷却効果シミュレーション装置の原理ブロック図を示す。
【００２２】
請求項５の発明は、モールド部品に所定の間隔を空けて規則的に配置されている複数の開口部による冷却効果を熱流体解析を利用してシミュレーションする冷却効果シミュレーション装置において、モールド部品の熱流体解析にかかわる特性を簡略化した構成によって表す簡略解析モデルを作成する簡略モデル作成手段と、解析対象の装置に搭載される少なくとも一つの発熱源を表す少なくとも一つの解析モデルと簡略モデル作成手段によって作成された簡略解析モデルとを組み合わせて、解析対象の装置に対応する装置モデルを作成する装置モデル作成手段と、装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする装置モデル解析手段とを備え、簡略モデル作成手段は、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段とを備えて構成されることを特徴とする。
【００２３】
請求項５の発明では、簡略モデル作成手段１１０において、形状合成手段１１１によって、モールド部品に配置されたスリットなどの開口部を所定数ずつまとめて形成した合成開口部を元の間隔の所定数倍の間隔を空けて配置することによって簡略化し、形状調整手段１１２によって、これらの合成開口部の幅と合成開口部が配置される間隔との比を元の割合からずらした上で、抵抗体合成手段１１３によって、各合成開口部に抵抗体を重ね合わせて簡略解析モデルを完成する。装置モデル作成手段１２０は、このようにして作成した簡略解析モデルと発熱源を表す少なくとも一つの解析モデルとを組み合わせて装置モデルを作成する。ここで、上述したようにして形成された簡略解析モデルは、元の形状の熱流体力学的にほぼ等価な特性を表すことが期待できる上に、元のモールド部品に比べて非常に単純な形状に対応している。したがって、装置に搭載される発熱源を詳細にモデル化した解析モデルとこの簡略解析モデルを組み合わせて作成されたこの装置モデルに関するシミュレーションは、装置モデル解析手段１３０によって十分に現実的な時間で実行可能である。
【００２４】
更に、請求項５の冷却効果シミュレーション装置において、簡略モデル作成手段１１０を、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手段と、詳細解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手段と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手段と、詳細解析手段によって得られたシミュレーション結果と簡略解析手段によって得られたシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手段と、評価手段による評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、形状調整手段と抵抗体合成手段とに、それぞれ各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率の再調整を指示する調整指示手段とを備えて構成することも可能である。
【００２５】
このように構成した場合は、簡略モデル作成手段１１０において、形状合成手段１１１と形状調整手段１１２と抵抗体合成手段１１３とによって作成された簡略解析モデルを含む装置モデルについて、簡略解析手段１１６が冷却効果に関するシミュレーションを行なう。また、詳細モデル作成手段１１４によって作成された詳細解析モデルを含む装置モデルについて、詳細解析手段１１５が冷却効果に関するシミュレーションを行なう。そして、これら２つのシミュレーション結果に基づいて、評価手段１１７が簡略解析モデルの妥当性を評価し、この評価結果に基づいて、調整指示手段１１８が形状調整手段１１２および抵抗体合成手段１１３にそれぞれパラメータの調整を指示することにより、簡略解析モデルにおいて、合成開口部の大きさと合成開口部が配置される間隔との比および抵抗体の開口率を最適化する。
【００２６】
このようにして作成された簡略解析モデルは、元のモールド部品の形状にかかわる熱流体力学的な特性を忠実に再現することが可能であるにもかかわらず、構造が非常に簡略化されている。したがって、装置モデル作成手段１２０において、装置に搭載される発熱源を適切な精度でモデル化した解析モデルとこの簡略解析モデルとを組み合わせて装置全体の熱流体解析のための装置モデルを作成し、装置モデル解析手段１３０において、この装置モデルに関するシミュレーションを行なうことにより、装置に搭載される様々な発熱源による影響を考慮に入れた精度の高い評価結果を得ることができる。
【００２７】
また、本発明をプログラムのカテゴリで捉えることもできる。
本発明にかかわる第１の解析モデル作成プログラムは、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成プログラムであって、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形成手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する調整手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる合成手順とをコンピュータに実行させるプログラムを備えたことを特徴とする。
【００２８】
このような解析モデル作成プログラムでは、複数の開口部をまとめることによって形成された合成開口部の大きさとこれらが配置される間隔との比率を調整し、更に、合成開口部にパンチングメタルにおいて適用される開口率を設定した抵抗体を適用して簡略解析モデルを作成することができる。この簡略解析モデルを作成する際に、調整手順により、合成開口部の大きさと合成開口部が配置される間隔との比を適切な値に調整し、合成手順により、合成開口部に適用する抵抗体の開口率を適切な値に設定すれば、多数の開口部が配置されたモールド部品とほぼ同等の熱流体現象を再現することが可能である。
【００２９】
また、本発明にかかわる第２の解析モデル作成プログラムは、複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成プログラムであって、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手順と、詳細解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手順と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形成手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する調整手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる合成手順と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の合成開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手順と、詳細解析モデルに関するシミュレーション結果と簡略解析モデルに関するシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手順と、簡略解析モデルに関する妥当性の評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率をそれぞれ再調整する再調整手順とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このような第２の解析モデル作成プログラムでは、上述した第１の解析モデル作成プログラムによって作成された簡略解析モデルを含んだ装置モデルと、詳細解析モデルを含んだ装置モデルとについてそれぞれ冷却効果のシミュレーションを行ない、これらのシミュレーション結果の差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する。そして、この評価結果が所定の水準に達するまで、合成開口部の大きさと合成開口部が配置される間隔との比および抵抗体に設定する開口率を調整することにより、これらのパラメータを最適化して、より妥当性の高い簡略解析モデルを作成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図４に、本発明にかかわる解析モデル作成装置の第１の実施形態を示す。
図４に示した解析モデル作成装置において、形状データ入力部２０１は、例えば、図１２に示したようなモールド部品をＣＡＤによって設計した際に作成されたデータをＣＡＤシステムから受け取って、このモールド部品の形状を表す形状データとして形状データ保持部２０２に入力して保存する。この形状データ保持部２０２に保持された形状データに基づいて、形状簡略化処理部２１０は、図１２に示したような複雑なスリットの形状を簡略化し、図４に示す解析モデル作成部２０３は、簡略化された形状データに基づいて、熱流体解析のための解析モデルを作成する。また、図４に示した抵抗体データ保持部２０５は、様々な開口率を有する抵抗体に対応して予め作成された抵抗体モデルデータを蓄積しており、抵抗体合成部２０４は、この抵抗体データ保持部２０５から適切な抵抗体モデルデータを選択し、上述した解析モデル作成部２０３によって作成された解析モデルとこの抵抗体モデルデータを合成して、上述したモールド部品に対応する解析モデルを完成する。
【００３２】
図４に示した形状簡略化処理部２１０において、形状データ読込部２１１は、形状データ保持部２０２に保持された形状データから、スリットが配置されている個所に対応する部分を読み出してスリット合成部２１２に渡す。このスリット合成部２１２および合成スリット変形部２１３は、形状データ読込部２１１によって読みこまれた形状データに対して後述するような簡略化処理を行なう。そして、スリット形状置き換え部２１４は、スリット合成部２１２および合成スリット変形部２１３によって簡略化された形状データによって、モールド部品全体に対応する形状データに含まれているスリットが配置されている部分の形状データを置き換えて、解析モデル作成部２０３に渡す。
【００３３】
ここで、図４に示した各部と図２に示した各手段との対応関係について説明する。
図４に示した形状簡略化処理部２１０および解析モデル作成部２０３は、図２に示した形状合成手段１１１および形状調整手段１１２に相当する。また、図４に示した抵抗体合成部２０４および抵抗体データ保持部２０５は、図２に示した抵抗体合成手段１１３に相当する。
【００３４】
次に、モールド部品の詳細な形状を表す形状データから簡略モデルを作成する動作について詳細に説明する。
図５に、簡略モデルを作成する動作を説明する図を示す。
図４に示した形状簡略化処理部２１０において、スリット合成部２１２は、まず、形状データ読込部２１１から受け取った形状データに基づいて、このスリットをｍ本ずつ束ねて形成される合成スリットを適切な間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する。例えば、スリット合成部２１２は、図５（ａ）に示したように、元のスリットのｍ倍の幅を持つ合成スリットを元のスリットが配置された間隔（配置間隔）のｍ倍の間隔で配置した形状を表す形状データを作成する。
【００３５】
合成スリット変形部２１３は、スリット合成部２１２から受け取った形状データを、合成スリットの幅に対する合成スリットの配置間隔の比が数値１よりも小さい値となるように変更する。このとき、合成スリット変形部２１３は、図５（ｂ）に示すように、合成スリットの幅に対する合成スリットの配置間隔の比を、数値１／２乃至数値２／３となる範囲で形状データを変更することが望ましい。
【００３６】
スリット形状置き換え部２１４は、上述したようにして変形された形状データを合成スリット変形部２１３から受け取り、この形状データを用いて、形状データ保持部２０２に保持されているモールド部品の形状データの中のスリットが配置されている個所に対応する部分を置き換える。つまり、スリット形状置き換え部２１４は、元の形状のスリットが配置されていた範囲に対応する形状データを、合成スリット変形部２１３から受け取った形状データによって置き換える。
【００３７】
このようにして、多数の細いスリットが配置された複雑な形状のモールド部品を表す形状データを、比較的少数の合成スリットが多数のスリットの代わりに配置された比較的簡略な形状を表す簡略な形状データに変換することができる。
このようにして簡略化された形状データに基づいて、解析モデル作成部２０３によって、合成スリットが配置されたモールド部品の形状に対応する解析モデルが作成され、更に、抵抗体合成部２０４により、適切な抵抗体がこの解析モデルに合成される。
【００３８】
このとき、抵抗体合成部２０４は、上述した形状簡略化処理部２１０において形成された合成スリットの形状に応じて、適切な開口率を有する抵抗体を表す抵抗体データを抵抗体データ保持部２０５から読み出して、解析モデル作成部２０３によって作成された解析モデルに合成することが望ましい。
例えば、上述した形状簡略化処理部２１０において、元のスリットの７〜８倍の幅の合成スリットが元のスリットの配置間隔の４倍の間隔で配置された形状データが作成されたときは、抵抗体合成部２０４において、開口率の範囲が６０％〜７０％である抵抗体を表す抵抗体データを選択した場合に、非常に好ましい結果が得られる。
【００３９】
出願人は、合成スリットの幅とこれが配置される間隔とに関する様々な比の値と抵抗対に設定する様々な開口率との組み合わせを適用して作成した簡略解析モデルについて、詳細な形状を忠実にモデル化した詳細解析モデルと熱流体解析に関する特性を比較する実験を行ない、図６に示すような結果を得ている。なお、図６において、符号ａは、合成スリットが配置される間隔を示しており、符号ｂは、合成スリットの幅を示している。また、符号ｃは、合成スリットに重ね合わせて合成した抵抗体に設定した開口率を示している。つまり、図６に示した表は、簡略解析モデルに適用した合成スリットの幅とその配置間隔との比および抵抗体の開口率との組み合わせに対して、この簡略解析モデルに関するシミュレーションによって得られた特性値と、詳細解析モデルに関するシミュレーションによって得られた特性値との比を示している。
【００４０】
図６に示した表から、上述した条件において、簡略解析モデルによって詳細解析モデルとほぼ同等の精度でモールド部品による冷却効果を評価することが可能であることが分かる。すなわち、図４に示した解析モデル作成装置によって作成された簡略解析モデルによって詳細解析モデルを置き換えることは、十分に妥当である。
【００４１】
更に、より、詳細解析モデルに近い特性を持つ、簡略解析モデルを作成することも可能である。
図７に、本発明にかかわる解析モデル作成装置の第２の実施形態を示す。
なお、図７に示す構成要素のうち、図４に示した構成要素と同等のものについては、図４に示した構成要素に付された符号と同一の符号を付して示し、説明を省略する。
【００４２】
図７に示した解析モデル作成装置において、作成制御部２２０は、形状簡略化処理部２１０および形状データ保持部２０２からそれぞれ簡略化された形状データおよび元の詳細な形状データを受け取り、解析モデル作成部２０３の処理に供する。また、作成制御部２２０は、詳細な形状データに対応する詳細解析モデルを解析モデル作成部２０３から受け取って、装置モデル作成部２０６にそのまま渡す。一方、作成制御部２２０は、解析モデル作成部２０３から簡略化された形状データに対応する簡略解析モデルを受け取ったときには、この解析モデルを抵抗体合成部２０４に渡し、この抵抗体合成部２０４によって抵抗体が合成された後の解析モデルを装置モデル作成部２０６に渡す。
【００４３】
また、図７において、装置モデル作成部２０６は、作成制御部２２０から受け取った解析モデルと後述する所定の発熱源モデルとを組み合わせて装置モデルを作成する。装置モデル作成部２０６によって作成された装置モデルを受け取って、熱流体解析部２０７は、この装置モデルによって表される合成スリットあるいはスリットを介する自然対流をシミュレーションし、その結果を特性値保持部２０８に保存する。この特性値保持部２０８に保持されたシミュレーション結果に基づいて、作成制御部２２０は、形状簡略化処理部２１０および抵抗体合成部２０４に、それぞれ寸法比の変更および開口率の変更を指示する。
【００４４】
図８に、図７に示した作成制御部の詳細構成を示す。
図８に示した作成制御部２２０において、手順制御部２２１は、後述する手順に従って、形状データ保持部２０２あるいは形状簡略化処理部２１０から受け取った形状データを解析モデル作成部２０３に渡し、また、解析モデル作成部２０３によって作成された解析モデルを抵抗体合成部２０４あるいは装置モデル作成部２０６に渡す。また、図８に示したモデル評価部２２３は、最適化制御部２２２からの指示に応じて、特性値保持部２０８に保持されたシミュレーション結果に基づいて簡略解析モデルを評価する。このモデル評価部２２３による評価結果に基づいて、調整値算出部２２４は、合成スリットの幅とその配置間隔との比および抵抗体の開口率について、それぞれ適切な変分を算出し、算出結果を最適化制御部２２２に渡す。最適化制御部２２２は、調整値算出部２２４から受け取った合成スリットの幅とその配置間隔との比についての変分に従って合成スリットの形状およびその配置を調整する旨を形状簡略化処理部２１０に指示するとともに、抵抗体の開口率についての変分に従って合成する抵抗体の選択を変更する旨を抵抗体合成部２０４に指示する。
【００４５】
ここで、図８に示した各部と図２に示した各手段との対応関係について説明する。
図８に示した解析モデル作成部２０３は、図２に示した詳細モデル作成手段１１４に相当する。図８に示した装置モデル作成部２０６、熱流体解析部２０７および手順制御部２２１は、図２に示した詳細解析手段１１５および簡略解析手段１１６に相当する。また、図８に示した特性値保持部２０８、モデル評価部２２３は、図２に示した評価手段１１７に相当する。また、図８に示した調整値算出部２２４および最適化制御部２２２は、図２に示した調整指示手段１１８に相当する。
【００４６】
図９に、作成制御部の動作を表す流れ図を示す。
図８に示した手順制御部２２１は、まず、図９（ａ）に示した手順に従って、形状データ保持部２０２に保持された詳細な形状データに基づいて、簡略解析モデルの評価のための参照値を求める処理を行い、次いで、図９（ｂ）に示す手順を実行する。
【００４７】
図９（ａ）に示すように、まず、手順制御部２２１は、形状データ保持部２０２から簡略化前の詳細な形状を表す形状データを受け取り（ステップ３０１）、この形状データを解析モデル作成部２０３に渡して、詳細解析モデルを作成する（ステップ３０２）。
次に、手順制御部２２１は、ステップ３０２において作成した詳細解析モデルを装置モデル作成部２０６に渡し、詳細解析モデルを含む装置モデルを作成し（ステップ３０３）、この装置モデルを熱流体解析部２０７に渡して、元の形状の多数のスリットを介する自然対流による冷却効果をシミュレーションする（ステップ３０４）。
【００４８】
このステップ３０３において、装置モデル作成部２０６は、図１０（ａ）に示すように、天井部に上述した詳細な形状データで表される多数のスリットが配置された箱状のモールド部品を表す詳細な解析モデルと、板状に単純化された発熱体を表す解析モデルとを組み合わせて装置モデルを作成する。このとき、装置モデル作成部２０６により、上述した箱状のモールド部品の両側面の下部に風穴を配置するとともに、このモールド部品の内部の中央部に、上述した板状の発熱体を配置した構造の装置に対応する装置モデルを作成することが望ましい。
【００４９】
また、ステップ３０４において、熱流体解析部２０７により、例えば、詳細解析モデルによって表されたモールド部品において、多数のスリットが配置された範囲の中央部に設定した比較ポイント（図１０において符号（Ｐ１）を付して示す）の表面温度や、このモールド部品の上面の外周に近い部分に設定した比較ポイント（図１０において符号（Ｐ２）、（Ｐ３）を付して示す）の表面温度を含む特性値を算出することが望ましい。
【００５０】
このシミュレーションによって得られた結果を、手順制御部２２１は、特性値保持部２０８に簡略解析モデルの妥当性を評価するための参照値として保持し（ステップ３０５）、詳細解析モデルに関する処理を終了する。
次に、手順制御部２２１は、図９（ｂ）に示す手順に従って、簡略解析モデルの最適化処理を開始する。
【００５１】
まず、手順制御部２２１は、形状データ保持部２０２に保持された形状データを形状簡略化処理部２１０に渡して、スリットの形状を簡略化する（ステップ３１１）。このとき、形状簡略化処理部２１０は、合成スリットが配置される間隔と合成スリットの幅との比が、例えば、適切な範囲の上限あるいは下限に相当する基準値に後述する調整値を加えた値となるように形状データを調整し、手順制御部２２１に返すことが望ましい。
【００５２】
次に、手順制御部２２１は、形状簡略化処理部２１０から受け取った形状データを解析モデル作成部２０３に渡し、合成スリットを用いて形状が簡略化されたモールド部品に対応する解析モデルを作成する（ステップ３１２）。次いで、手順制御部２２１は、この解析モデルを抵抗体合成部２０４に渡し、この解析モデルと抵抗体とを合成する（ステップ３１３）。このとき、抵抗体合成部２０４は、例えば、抵抗体データ保持部２０５に用意された抵抗体データの中から、開口率に関する適切な範囲の下限に相当する基準値に後述する調整値を加えた開口率を有する抵抗体データを選択し、この抵抗体データを上述した解析モデルに合成して、手順制御部２２１に返すことが望ましい。
【００５３】
このようにして作成された簡略解析モデルを、手順制御部２２１は、装置モデル作成部２０６に渡して、簡略解析モデルを含む装置モデルを作成する（ステップ３１４）。このステップ３１４において、装置モデル作成部２０６は、上述したステップ３０３と同様に、図１０（ｂ）に示すように、天井部に上述した合成スリットが配置された箱状のモールド部品を表す解析モデルと、板状に単純化された発熱体を表す解析モデルとを組み合わせて装置モデルを作成する。
【００５４】
次に、手順制御部２２１は、この装置モデルを熱流体解析部２０７に渡して、元の形状の多数のスリットを介する自然対流による冷却効果をシミュレーションする（ステップ３１５）。このステップ３１５において、熱流体解析部２０７は、上述したステップ３０４において設定した比較ポイントに対応する比較ポイント（図１０（ｂ）において符号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を付して示す）における表面温度を含む特性値を算出することが望ましい。
【００５５】
このようにして簡略解析モデルに関するシミュレーション結果が得られたことが手順制御部２２１から通知されたときに、最適化制御部２２２、モデル評価部２２３および調整値算出部２２４により、ステップ３１６〜ステップ３１８の処理が開始される。
簡略解析モデルに関するシミュレーション結果が得られた旨の通知に応じて、最適化制御部２２２により、モデル評価部２２３に対して現在の簡略モデルの妥当性を評価する旨を指示されたときに、モデル評価部２２３は、特性値保持部２０８に保持された参照値と、簡略解析モデルに関するシミュレーションによって得られた特性値とを比較する（ステップ３１６）。
【００５６】
例えば、図１０に示した各比較ポイントに対応する参照値と特性値との差分のいずれかが、比較ポイントごとに予め設定した閾値よりも大きい場合（ステップ３１７の否定判定）に、モデル評価部２２３は、簡略解析モデルは十分には妥当ではないと判断する。
この場合に、調整値算出部２２４は、モデル評価部２２３から各比較ポイントに対応する差分を受け取り、これらの差分の値に基づいて、合成スリットの形状および配置に関する調整値および開口率に関する調整値を算出し（ステップ３１８）、最適化制御部２２２に渡す。
【００５７】
次に、最適化制御部２２２は、調整値算出部２２４から受け取った調整値をそれぞれ形状簡略化処理部２１０および抵抗体合成部２０４に渡し（ステップ３１９）、手順制御部２２１に、ステップ３１１に戻って、再び簡略解析モデルを作成する旨を指示する。これに応じて、上述した調整値を適用した上で、新たな簡略解析モデルが作成され、この簡略解析モデルを含む装置モデルについて、熱流体解析部２０７によって行なわれたシミュレーション結果に基づいて、その妥当性が評価される。
【００５８】
このようにして、合成スリットの形状および配置と抵抗体の開口率を調整していき、各比較ポイントに対応する参照値と特性値との差分の全てが対応する閾値よりも小さい旨の評価結果がモデル評価部２２３によって得られたときに（ステップ３１７の肯定判定）、最適化制御部２２２は、簡略解析モデルを最適化する処理を終了する。
【００５９】
上述したような最適化処理によって、詳細解析モデルにほぼ等価な特性を持つ簡略解析モデルを作成することができる。しかも、このようにして作成された簡略解析モデルは、当然ながら、詳細解析モデルに比べて、その解析のために必要とするメッシュ分割数が各段に少ないことは明らかである。
したがって、図４あるいは図７に示した解析モデル作成装置によって作成した簡略解析モデルを採用することにより、モールドカバー部品の内部に搭載される様々な部品の形状および発熱に関する特性を忠実に表す解析モデルを含んだ装置モデルにおいて、モールドカバー部品に設けるスリットによって得られる冷却効果を精密に評価することが可能となる。
【００６０】
次に、上述したようにして作成した簡略解析モデルを利用して、複雑な内部構造を有する装置に関する熱流体解析を実現する方法について説明する。
図１１に、本発明にかかわる冷却効果シミュレーション装置の実施形態を示す。
なお、図１１示した構成要素のうち、図４あるいは図７に示した構成要素と同等のものについては、図４あるいは図７に示した構成要素に付された符号と同一の符号を付して示し、説明を省略する。
【００６１】
図１１に示した冷却効果シミュレーション装置は、図４に示した解析モデル作成装置（図１１においては符号２００を付して示した）と、装置モデル作成部２０６、熱流体解析部２０７、解析制御部２３１および熱源モデル保持部２３２を備えている。この熱源モデル保持部２３２は、例えば、ディスプレイ装置に搭載される様々な発熱を伴う部品に対応する熱源解析モデルを保持している。一方、解析制御部２３１は、解析モデル作成装置２００によって作成された簡略解析モデルを受け取り、この簡略解析モデルを装置モデル作成部２０６に渡し、この簡略解析モデルと上述した熱源解析モデルとを組み合わせて装置モデルを作成する旨を指示する。また、解析制御部２３１は、この装置モデルに関するシミュレーションの実行を熱流体解析部２０７に指示し、得られたシミュレーション結果をディスプレイやプリンタなどの出力装置（図示せず）を介して利用者に提供する。
【００６２】
ここで、図１１に示した各部と図３に示した各手段との対応関係について説明する。
図１１に示した解析モデル作成装置２００は、図３に示した簡略モデル作成手段１１０に相当する。また、図１１に示した熱源モデル保持部２３２および装置モデル作成部２０６は、図３に示した装置モデル作成手段１２０に相当する。また、図１１に示した熱流体解析部２０７は、図３に示した装置モデル解析手段１３０に相当する。なお、図１１に示した解析モデル作成装置２００の構成要素と、図３に示した簡略モデル作成手段１１０の構成要素との対応関係は、図７および図８に示した構成要素と図２に示した構成要素との対応関係と同等であるので説明を省略する。
【００６３】
図１１に示した冷却効果シミュレーション装置においては、解析モデル作成装置２００によって最適化された簡略解析モデルが解析制御部２３１に渡され、この簡略解析モデルと熱源解析モデルとから、装置モデル作成部２０６により、発熱源に関して精密な装置モデルが作成される。
ここで、例えば、解析モデル作成装置２００による簡略解析モデル作成処理において、３ｍｍの幅を持つスリットが３ｍｍ間隔で配置されている形状が、幅２１ｍｍの合成スリットが１２ｍｍ間隔で配置された形状に置き換えられた場合には、元の形状の２８本のスリットが５本のスリットにまとめられて置き換えられるので、簡略解析モデルに必要な分割数は、詳細な形状に対応する解析モデルに必要な分割数の１／５程度である。
【００６４】
これにより、モールドカバー部分に関する処理コストを大幅に抑えることができるので、このモールドカバー部品の内部に搭載される様々なユニットについての解析モデルに、十分な処理コストを割り当てることが可能となる。
したがって、装置モデル作成部２０６において、ディスプレイ装置に搭載される様々な形状のユニットに対応して十分に精密な熱源解析モデルを組み込んで装置モデルを作成した場合においても、熱流体解析部２０７により、スリットを介する自然対流による冷却効果を現実的な処理コストでシミュレーションすることが可能である。
【００６５】
上述したように、解析モデル作成装置２００によって作成された簡略解析モデルは、元のスリット形状に忠実にモデル化した詳細解析モデルと熱流体解析においてはほぼ等価であると考えられる。したがって、簡略解析モデルと熱源解析モデルを組み合わせて形成された装置モデルについて、上述したシミュレーションを行なうことにより、元のスリットの集合による冷却効果を十分な精度で評価することができる。しかも、上述した装置モデルには、装置に搭載された様々なユニットに対応する熱源解析モデルが組み込まれているので、この装置モデルに基づいて得られた評価結果には、これらの搭載ユニットからの発熱の影響が反映されている。
【００６６】
このようにして得られた評価結果を、ディスプレイ装置などのモールドカバー部品の設計にフィードバックすることにより、より有効なスリット形状や配置を決定する作業を強力に支援することができる。
なお、図１１に示した解析モデル作成装置２００に代えて、図７に示した解析モデル作成装置を備えて、冷却効果シミュレーション装置を構成することも可能である。
【００６７】
この場合は、図７に示した解析モデル作成装置に備えられる装置モデル作成部２０６および熱流体解析部２０７を、冷却効果シミュレーション装置の装置モデル作成手段１２０および装置モデル解析手段１３０として共有して利用することが望ましい。
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
【００６８】
（付記１）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順とを備えたことを特徴とする解析モデル作成方法。
【００６９】
（付記２）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成方法において、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する手順と、詳細解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる手順と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする手順と、詳細解析モデルに関するシミュレーション結果と簡略解析モデルに関するシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する手順と、簡略解析モデルに関する妥当性の評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率をそれぞれ再調整する手順とを備えたことを特徴とする解析モデル作成方法。
【００７０】
（付記３）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段１１１と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段１１２と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段１１３とを備えたことを特徴とする解析モデル作成装置。
【００７１】
（付記４）  形状調整手段１１２により、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を、数値４／７から数値１／２までの範囲で調整し、抵抗体合成手段１１３により、開口率６０％から開口率７０％の抵抗体を各合成開口部に重ね合わせることを特徴とする付記３に記載の解析モデル作成装置。
【００７２】
（付記５）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成装置において、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手段１１４と、詳細解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手段１１５と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段１１１と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段１１２と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段１１３と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手段１１６と、詳細解析手段１１５によって得られたシミュレーション結果と簡略解析手段１１６によって得られたシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手段１１７と、評価手段１１７による評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、形状調整手段１１２と抵抗体合成手段１１３とに、それぞれ各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率の再調整を指示する調整指示手段１１８とを備えたことを特徴とする解析モデル作成装置。
【００７３】
（付記６）  モールド部品に所定の間隔を空けて規則的に配置されている複数の開口部による冷却効果を熱流体解析を利用してシミュレーションする冷却効果シミュレーション装置において、モールド部品の熱流体解析にかかわる特性を簡略化した構成によって表す簡略解析モデルを作成する簡略モデル作成手段１１０と、解析対象の装置に搭載される少なくとも一つの発熱源を表す少なくとも一つの解析モデルと簡略モデル作成手段１１０によって作成された簡略解析モデルとを組み合わせて、解析対象の装置に対応する装置モデルを作成する装置モデル作成手段１２０と、装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする装置モデル解析手段１３０とを備え、簡略モデル作成手段１１０は、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段１１１と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段１１２と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段１１３とを備えて構成されることを特徴とする冷却効果シミュレーション装置。
【００７４】
（付記７）  簡略モデル作成手段１１０を、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手段１１４と、詳細解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手段１１５と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形状合成手段１１１と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する形状調整手段１１２と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる抵抗体合成手段１１３と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと所定の発熱源を表す解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手段１１６と、詳細解析手段１１５によって得られたシミュレーション結果と簡略解析手段１１６によって得られたシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手段１１７と、評価手段１１７による評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、形状調整手段１１２と抵抗体合成手段１１３とに、それぞれ各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率の再調整を指示する調整指示手段１１８とを備えたことを特徴とする付記６に記載の冷却効果シミュレーション装置。
【００７５】
（付記８）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成プログラムであって、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形成手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する調整手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる合成手順とをコンピュータに実行させるプログラムを備えたことを特徴とする解析モデル作成プログラム。
【００７６】
（付記９）  複数の開口部が所定の間隔を空けて規則的に配置されているモールド部品に関する熱流体解析のためにモールド部品の解析モデルを作成する解析モデル作成プログラムであって、モールド部品の詳細な形状を忠実に表す詳細解析モデルを作成する詳細モデル作成手順と、詳細解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、詳細解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする詳細解析手順と、モールド部品に配置された開口部の総数よりも少ない所定の数ごとに所定数の開口部をまとめて一つの合成開口部とするとともに、これらの合成開口部を、モールド部品において開口部が配置されている間隔の所定数倍の間隔を空けて配置した形状を表す形状データを作成する形成手順と、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比を適切な割合に調整するように、形状データを変更する調整手順と、形状データによって表される各合成開口部に適切な開口率を設定した抵抗体を重ね合わせる合成手順と、合成開口部に抵抗体を重ね合わせて形成される簡略解析モデルと発熱源のモデルとを組み合わせた装置モデルについて、簡略解析モデルによって表された複数の開口部による装置全体に対する冷却効果をシミュレーションする簡略解析手順と、詳細解析モデルに関するシミュレーション結果と簡略解析モデルに関するシミュレーション結果との差に基づいて、簡略解析モデルの妥当性を評価する評価手順と、簡略解析モデルに関する妥当性の評価結果が所定閾値で示される水準に達しない場合に、各合成開口部の大きさを示す値と各合成開口部が配置される間隔を示す値との比および抵抗体に設定する開口率をそれぞれ再調整する再調整手順とを備えたことを特徴とする解析モデル作成プログラム。
【００７７】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１の発明にかかわる解析モデル作成方法あるいは請求項３の発明にかかわる解析モデル作成装置によれば、密集して配置された多数のスリットの集合に相当する構造を比較的まばらに配置された少数の合成スリットに抵抗体を重ね合わせた構造に変換することにより、元の多数のスリットに対応する解析モデルと熱流体解析上ほぼ等価でありながら、非常に簡略な形状で表すことが可能な簡略解析モデルを作成することができる。これにより、例えば、ディスプレイ装置のモールドカバー部品のように、多数のスリットを備えた部品に関する熱流体解析に要する処理コストを大幅に削減することが可能である。
【００７８】
更に、請求項２の発明にかかわる解析モデル作成方法あるいは請求項４の発明にかかわる解析モデル作成装置によれば、上述した合成スリットの形状および配置とこの合成スリットに重ね合わせる抵抗体の開口率とを最適化することにより、一層、元の多数のスリットに対応する解析モデルに近似した特性を有する簡略解析モデルを作成することができる。
【００７９】
また、請求項５の発明にかかわる冷却効果シミュレーション装置によれば、元の多数のスリットに対応する解析モデルと熱流体解析上ほぼ等価でありながら、非常に簡略な形状で表すことが可能な簡略解析モデルと、評価対象の装置の内部に搭載される複数のユニットに対応する詳細な熱源解析モデルとを組み合わせた装置モデルについて、現実的な処理コストで熱流体解析を行ない、精度の高い評価結果を得ることができる。これにより、ディスプレイ装置のモールドカバー部品のように、多数のスリットを備えた部品を設計する上で、非常に重要な情報を設計者に提供することが可能となる。
【００８０】
近年では、ディスプレイ装置に限らず、様々な製品において、搭載されるユニットの高密度化に伴って、これらのユニットによる発熱対策が困難になってきていることを考えれば、熱流体解析を低い処理コストで実現する本発明の有用性は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の解析モデル作成方法の原理を示す図である。
【図２】本発明にかかわる解析モデル作成装置の原理ブロック図である。
【図３】本発明の冷却効果シミュレーション装置の原理ブロック図である。
【図４】本発明にかかわる解析モデル作成装置の第１の実施形態を示す図である。
【図５】簡略モデルを作成する動作を説明する図である。
【図６】実験結果を説明する図である。
【図７】本発明にかかわる解析モデル作成装置の第２の実施形態を示す図である。
【図８】図７に示した作成制御部の詳細構成を示す図である。
【図９】作成制御部の動作を表す流れ図である。
【図１０】装置モデルを説明する図である。
【図１１】本発明の冷却効果シミュレーション装置の実施形態を示す図である。
【図１２】従来の解析モデル作成方法を説明する図である。
【符号の説明】
１１１  形状合成手段
１１２  形状調整手段
１１３  抵抗体合成手段
１１４  詳細モデル作成手段
１１５  詳細解析手段
１１６  簡略解析手段
１１７  評価手段
１１８  調整指示手段
１１０  簡略モデル作成手段
１２０  装置モデル作成手段
１３０  装置モデル解析手段
２０１  形状データ入力部
２０２  形状データ保持部
２０３  解析モデル作成部
２０４  抵抗体合成部
２０５  抵抗体データ保持部
２０６  装置モデル作成部
２０７  熱流体解析部
２０８  特性値保持部
２１０  形状簡略化処理部
２１１  形状データ読込部
２１２  スリット合成部
２１３  合成スリット変形部
２１４  スリット形状置き換え部
２２０  作成制御部
２２１  手順制御部
２２２  最適化制御部
２２３  モデル評価部
２２４  調整値算出部
２３１  解析制御部
２３２  熱源モデル保持部
【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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