(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置により実行され、複数の面により構成されたモデルから、特定の閉領域に含まれる面を閉領域構成面として抽出する閉領域抽出方法であって、
オペレータによる入力に基づいて、前記モデルに対して、抽出すべき閉領域の境界位置に、当該閉領域の境界位置に存在する複数の面を含む架空境界面を挿入する工程と、
オペレータによる入力に基づいて、架空境界面と、抽出すべき閉領域の境界位置に存在する面であって前記架空境界面に含まれない複数の面とを指定する指定工程と、
指定された架空境界面に含まれる複数の面、及び、指定された複数の面に基づいて、前記閉領域に含まれる面を閉領域構成面として抽出する抽出工程と、
前記モデルから前記架空境界面を除去する工程と、を有することを特徴とする閉領域抽出方法。
【請求項２】
前記抽出工程は、前記指定工程により指定された複数の面が構成する境界の内側に含まれる面を閉領域構成面として抽出することを特徴とする請求項１に記載の閉領域抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の面により構成されるモデルから、特定の閉領域に含まれる面を抽出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大小の多数の面により構成される２次元又は３次元のモデルから、ある特定の閉領域に含まれる面のみを抽出する場合がある。例えば、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering)を利用したエンジンの熱解析シミュレーションなどにおいては、多数の面により構成されるエンジンの３次元モデルのうち、熱解析の対象となる特定の閉領域内に存在する面のみを抽出する必要が生じる。
【０００３】
なお、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムにおいて、同一の形状を有する複数の図形を同時に指定するため、それらを包含する領域を指定する手法が特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３２７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように特定の閉領域内の面を抽出する場合、従来の手法では、閉領域を規定する境界位置に存在する多数の面を作業員が１つ１つ指定する必要があり、手間と時間がかかるという問題があった。また、選択漏れにより閉領域が正しく構成されないと、システムによる自動抽出が誤動作してモデルに含まれる全ての面を抽出しようとし、結果的にシステムの能力を超えてしまってエラーが発生するなどの問題も生じる。
【０００６】
なお、特許文献１の手法は、同一の形状を有する複数の図形を指定し、抽出する場合には適用できるが、閉領域内に存在する複数の面の形状が異なる場合には適用できない。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、少ない作業量で確実に閉領域内の面を抽出することが可能な閉領域抽出方法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】
本発明の１つの観点では、端末装置により実行され、複数の面により構成されたモデルから、特定の閉領域に含まれる面を閉領域構成面として抽出する閉領域抽出方法は、オペレータによる入力に基づいて、前記モデルに対して、抽出すべき閉領域の境界位置に、当該閉領域の境界位置に存在する複数の面を含む架空境界面を挿入する工程と、オペレータによる入力に基づいて、架空境界面と、抽出すべき閉領域の境界位置に存在する面であって前記架空境界面に含まれない複数の面とを指定する指定工程と、指定された架空境界面に含まれる複数の面、及び、指定された複数の面に基づいて、前記閉領域に含まれる面を閉領域構成面として抽出する抽出工程と、前記モデルから前記架空境界面を除去する工程と、を有する。
【０００９】
上記の閉領域抽出方法は、複数の面により構成されたモデルから、特定の閉領域に含まれる面を閉領域構成面として抽出する。モデルを構成する複数の面は、そのサイズが多様である。また、モデルは２次元（平面）モデルであっても、３次元（立体）モデルであってもよい。複雑な立体構造を有する３次元モデルの場合、各面の位置関係も複雑となる。
【００１０】
特定の閉領域に属する複数の面を抽出する場合、オペレータは、その閉領域の境界、即ち外周に位置する面を１つ１つ指定する必要がある。これらを指定した後、演算指示を行うと、アプリケーションは、境界として指定された面により規定される閉領域に属する面を抽出する。
【００１１】
上記の閉領域抽出方法では、オペレータは、対象となる閉領域の境界位置に当該閉領域の境界位置に存在する複数の面を含む架空境界面を挿入し、当該架空境界面と、閉領域の境界位置に存在する面であって前記架空境界面に含まれない複数の面とを指定する。よって、架空境界面１つを指定することにより、閉領域の境界上に存在する多数の面であって架空境界面がカバーする複数の面を指定したのと同じ結果を得ることができる。即ち、架空境界面を指定することにより、閉領域の境界上の多数の面を１つ１つ指定する必要が無くなる。これにより、オペレータによる指定作業が軽減されるとともに、指定漏れも防止することができる。
【００１２】
上記の閉領域抽出方法の一態様では、前記抽出工程は、前記指定工程により指定された複数の面が構成する境界の内側に含まれる面を閉領域構成面として抽出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
なお、以下の実施形態では、本発明による閉領域抽出方法を、車両のエンジンの熱解析シミュレーションに適用した場合について説明する。
【００１５】
図１に、熱解析シミュレーションの解析作業の流れを示す。なお、この解析作業は、オペレータ（作業員）が端末装置を操作することにより実行される。端末装置には、熱解析のアプリケーション及び３次元のエンジンモデルが用意されている。
【００１６】
まず、オペレータは、端末装置にエンジンモデルを読み込む（ステップＳ１）。エンジンモデルは、図３に例示するような３次元のモデルであり、エンジンの構造が、大小の多数の面の集合により表現されている。なお、本実施形態では、図３に示すエンジンモデル１０の前面のうち、排気側に含まれる全ての平面を抽出するものとする。
【００１７】
エンジンモデルを読み込んだ後、オペレータは閉領域抽出処理を行う（ステップＳ２）。閉領域抽出処理は、読み込んだエンジンモデルを構成する多数の面から、対象となる閉領域に含まれる複数の面を選択、抽出する処理であり、本例では、図３に示すエンジンモデル１０の前面の排気側（図３における右側）を閉領域とし、それに含まれる複数の面を抽出する。なお、閉領域抽出処理の詳細は後述する。
【００１８】
対象となる閉領域に含まれる複数の面が抽出されると、それらを所定の単位にグルーピングし、各々が複数の面により構成される複数の部分（グループ）が作成される。次に、各グループ毎に温度条件を設定し（ステップＳ５）、シミュレーション（計算）を行う。その結果、グループ毎の熱応力値が出力される（ステップＳ６）。なお、上記の熱解析の例は、本発明による閉領域抽出方法を適用した処理の単なる一例に過ぎず、本発明による閉領域抽出方法は他のシミュレーションなどに適用可能である。
【００１９】
次に、閉領域抽出処理について詳しく説明する。図２は閉領域抽出処理のフローチャートである。ステップＳ１でシミュレーションに使用するエンジンモデル１０を端末装置に読み込んだ場合、端末装置の表示画面は図３のような状態となる。次に、オペレータは、図４に示すように、エンジンモデル１０の吸気側と排気側との境界位置に架空の境界面１５（以下、「架空境界面」と呼ぶ。）を挿入する（ステップＳ１１）。次に、オペレータは、架空境界面１５を含む境界を指定する（ステップＳ１２）。具体的には、オペレータは、抽出の対象となっている閉領域の境界、即ち外周に位置する複数の面を指定する。
【００２０】
図５を参照して、閉領域に含まれる面を抽出する際の境界の指定方法を説明する。図５（ａ）は、抽出の対象となる閉領域を含む平面モデルの例を示す。なお、説明の便宜上、この平面モデルは同一サイズの複数の矩形の面２０がマトリクス状に配置されて構成されているものと仮定している。図５（ａ）における中央の閉領域２２に含まれる複数の面２０を抽出したい場合、オペレータは、その閉領域２２の外周に位置する全ての面２１を指定する。なお、図５（ａ）において、オペレータが境界として指定した面２１は内部に円（○）を図示している。このように、ある閉領域に属する複数の面２０を抽出する場合、オペレータはその閉領域の境界位置（外周位置）にある全ての面を１つずつ手作業で指定する必要がある。オペレータが閉領域の境界に存在する全ての面を指定し、さらにその内部に存在する１つの面（図５（ａ）では「△」を記入）を指定して抽出演算の指示を入力すると、端末装置のアプリケーションは、その閉領域を構成する全ての面２０を閉領域構成面として抽出する。
【００２１】
一方、図５（ｂ）は、オペレータによる指定漏れがあった場合の例を示す。オペレータが、閉領域の境界に存在する１つの面２４を指定し忘れた状態で抽出演算の指示を入力すると、オペレータの指定した複数の面により閉領域が構成されないため、端末装置のアプリケーションは例えば全ての面を抽出しようとする。その結果、演算処理能力やメモリの記憶容量などの制約によりエラーを発生したり、処理不能となって端末装置がフリーズ状態となることがある。図５の例では、処理の対象となるモデルは非常に単純な平面モデルであり、各面２０のサイズも同一であるが、実際のエンジンモデルなどでは、それを構成する多数の面のサイズは多様であり、それらの位置関係も複雑であるため、閉領域の境界に位置する小さい面をオペレータが指定し忘れることは容易に起こりうる。
【００２２】
そこで、本発明では、閉領域に属する面の抽出演算を行う前に、ユーザはステップＳ１１で架空境界面を挿入し、ステップＳ１２で架空境界面１５を含む複数の面を指定する。これにより、ユーザは、１つの架空境界面１５を指定することにより、それに隣接する多数の面を同時に指定したのと同様の結果を得ることができる。これを図６に概念的に示す。ある閉領域に含まれる面を抽出する際、架空境界面１５が存在しない場合にはオペレータは図５（ａ）に示すように、その閉領域の境界に存在する全ての面を１つずつ指定する必要がある。これに対し、その閉領域の境界上に架空境界面１５を挿入し、当該架空境界面１５を指定すれば、オペレータは、当該架空境界面１５がカバーする位置に存在する複数の面を１つ１つ指定する必要が無くなる。これにより、オペレータによる指定作業量が軽減できるとともに、指定漏れも低減することができる。
【００２３】
こうして、架空境界面を含む閉領域の境界を指定した後、オペレータは演算指示を入力し、端末装置のアプリケーションは指定された境界に基づいて閉領域に含まれる複数の面を閉領域構成面として抽出する（ステップＳ１３）。その結果、対象となる閉領域に属する全ての面が抽出される。図４の例では、ハッチング領域１７で示すように、エンジンモデル１０の前面の排気側の閉領域に属する複数の面が抽出される。その後、オペレータは、ステップＳ１１で挿入した架空境界面１５を除去する（ステップＳ１４）。以上で、閉領域抽出処理が終了する。
【００２４】
以上説明したように、本発明の閉領域抽出方法では、対象となるモデルに対して架空境界面を挿入し、当該架空境界面を含む複数の面を閉領域の境界として指定する。これにより、オペレータによる閉領域の境界の指定作業が容易になるとともに指定漏れが減少する。
【００２５】
なお、上記の例では、対象となるモデルに対して１つの架空境界面を挿入しているが、複数の架空境界面を挿入し、それらを含むように閉領域の境界を指定することとしてもよい。単純な例として、図５（ａ）に示すように、矩形の閉領域に含まれる面を抽出する場合、当該閉領域の４辺に対応する位置にそれぞれ１つの架空境界面を挿入し、それら４つの架空境界面を指定すれば、当該閉領域内に存在する複数の面を抽出できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による熱解析作業のフローチャートである。
【図２】本発明による閉領域抽出処理のフローチャートである。
【図３】エンジンモデルの例を示す図である。
【図４】架空境界面を挿入した状態のエンジンモデルの例を示す図である。
【図５】閉領域構成面の抽出原理を説明する図である。
【図６】架空境界面を利用した閉領域構成面の抽出方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  エンジンモデル
１５  架空境界面
２０  面
【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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