(57)【要約】【課題】解析モデルの作成時間を短縮すると共に解析精度を高めることが出来るエンジン性能の予測解析システム等を提供する。【解決手段】本発明は、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを有するエンジン性能の予測解析システム(1)であって、ＣＦＤ解析プログラムは複数あり(16-18)、１つのＣＦＤ解析モデルを生成する解析モデル生成手段(8)と、作業者による解析目的の入力を受け付ける解析目的入力手段(10)と、複数のＣＦＤ解析プログラムから、入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択するプログラム選択手段(12)と、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルを補正する解析モデル補正手段(14)と、この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて選択されたプログラムにより解析を実行する解析実行手段(16-18)と、を有する。【選択図】図１
2007164436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを有するエンジン性能の予測解析システムであって、
上記ＣＦＤ解析プログラムは複数あり、
作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成する解析モデル生成手段と、
作業者による解析目的の入力を受け付ける解析目的入力手段と、
上記複数のＣＦＤ解析プログラムから、上記入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択するプログラム選択手段と、
選択されたプログラムに応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルを補正する解析モデル補正手段と、
この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて上記選択されたプログラムにより解析を実行する解析実行手段と、
を有することを特徴とするエンジン性能の予測解析システム。
【請求項２】
上記解析モデル補正手段は、上記選択されたプログラムに応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルの吸気管及び／又は排気管の諸元を補正する請求項１記載のエンジン性能の予測解析システム。
【請求項３】
上記解析モデル補正手段は、上記選択されたプログラムに応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルのメッシュサイズを補正する請求項１記載のエンジン性能の予測解析システム。
【請求項４】
上記解析モデル補正手段は、上記入力された解析目的に応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルのメッシュサイズを補正する請求項１記載のエンジン性能の予測解析システム。
【請求項５】
上記解析モデル補正手段は、上記入力された解析目的に応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルの一部分のメッシュサイズが他の部分よりも細かくなるように補正し、
上記ＣＦＤ解析モデルの一部分は、上記入力された解析目的によって異なる請求項１記載のエンジン性能の予測解析システム。
【請求項６】
エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを複数有する解析用コンピュータによるエンジン性能の予測解析方法であって、
作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成する解析モデル生成工程と、
作業者による解析目的の入力を受け付ける解析目的入力工程と、
上記複数のＣＦＤ解析プログラムから、上記入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択するプログラム選択工程と、
選択されたプログラムに応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルを補正する解析モデル補正工程と、
この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて上記選択されたプログラムにより解析を実行する解析実行工程と、
を有することを特徴とするエンジン性能の予測解析方法。
【請求項７】
エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを複数有する解析用コンピュータのためのエンジン性能の予測解析プログラムであって、
作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成させ、作業者による解析目的の入力を受け付けさせ、上記複数のＣＦＤ解析プログラムから上記入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択させ、選択されたプログラムに応じて上記生成されたＣＦＤ解析モデルを補正させ、この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて上記選択されたプログラムにより解析を実行させるように上記解析用コンピュータを制御するエンジン性能の予測解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン性能の予測解析システム等に係り、特に、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを有するエンジン性能の予測解析システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）解析プログラムによりシミュレーション解析して、エンジン出力や吸気音などのエンジン性能を予測することが行われている。特許文献１には、３次元ＣＡＤデータに基づいて流体の流れを解析する流体解析システムが開示されている。
従来、このようなＣＦＤ解析によりエンジン性能を予測することで、試作や実験の繰り返しに費やされる開発工数を削減して、開発・設計の期間の短縮を図ることが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような解析プログラムは、市販或いはメーカ内製のものなど、複数のものが存在している。これらの解析プログラムは、それぞれ解法や演算処理方法などの演算特性が異なるものである。一方、開発に必要な予測すべきエンジン性能は、例えば、出力（トルク）、吸気音、排気音、燃費、エミッションなど多様であるが、それらを１つの解析プログラムで精度良く解析することは現実的ではない。
【０００５】
従って、解析モデルを使い分ける必要があるが、解析に慣れていない開発者にとっては、各解析プログラムの演算特性を把握した上で使い分けることが非常に難しく、また、演算特性に応じた適切な解析モデルを作成すること自体が難しいものであった。また、複数の解析プログラムを使用する場合、各プログラムの演算特性に応じて解析モデルを複数作成する必要があり、特に、エンジンのような部品点数が多い複雑な構成の解析モデルにおいては、非常に手間のかかるものであった。これは、流体解析に慣れた専門の開発者（熟練者）にとっても同様である。また、熟練者は、経験や勘に頼って解析モデルを作成していたので、結果的に開発者間で解析結果が異なる場合や、解析結果が実験結果と合わない場合もあり、その結果、解析結果を有効に活用出来ない場合もあった。
【０００６】
一方、近年の厳しい自動車開発競争下では、エンジンの開発・設計の期間をさらに短縮することが要望されている。そのためには、解析モデルの作成時間を短縮すると共に解析精度を高める必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、解析モデルの作成時間を短縮すると共に解析精度を高めることが出来るエンジン性能の予測解析システム等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを有するエンジン性能の予測解析システムであって、ＣＦＤ解析プログラムは複数あり、作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成する解析モデル生成手段と、作業者による解析目的の入力を受け付ける解析目的入力手段と、複数のＣＦＤ解析プログラムから、入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択するプログラム選択手段と、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルを補正する解析モデル補正手段と、この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて選択されたプログラムにより解析を実行する解析実行手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、解析モデル生成手段により１つのＣＦＤ解析モデルが生成され、プログラム選択手段により複数のＣＦＤ解析プログラムから解析目的に応じて解析に使用するプログラムが選択され、解析モデル補正手段により選択されたプログラムに応じてＣＦＤ解析モデルが補正されるので、解析モデルの作成時間が短縮され、開発者の開発時の負担が低減されると共に使用する解析プログラムに応じた適切な解析モデルをより確実に得ることが出来る。さらに、本発明によれば、プログラム選択手段により解析目的に応じて使用するプログラムが選択され、解析実行手段により補正後の解析モデルを用いて選択されたプログラムにより解析が実行されるので、解析目的に応じたより精度の高い解析結果を得ることが出来る。これらの結果、適正な解析を容易に実行することが出来ると共に解析結果を有効に活用することが出来る。そして、エンジンの開発・設計の期間を確実に短縮することが出来る。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、解析モデル補正手段は、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルの吸気管及び／又は排気管の諸元を補正する。
このように構成された本発明においては、より確実に精度の高い解析結果を得ることが出来る解析モデルにより解析が行われる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、解析モデル補正手段は、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルのメッシュサイズを補正する。
このように構成された本発明においては、より確実に精度の高い解析結果を得ることが出来る解析モデルにより解析が行われる。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、解析モデル補正手段は、入力された解析目的に応じて生成されたＣＦＤ解析モデルのメッシュサイズを補正する。
このように構成された本発明においては、解析目的に応じたより精度の高い解析結果を得ることが出来る解析モデルにより解析が行われる。
【００１２】
また、本発明において、好ましくは、解析モデル補正手段は、入力された解析目的に応じて生成されたＣＦＤ解析モデルの一部分のメッシュサイズが他の部分よりも細かくなるように補正し、ＣＦＤ解析モデルの一部分は、入力された解析目的によって異なる。
このように構成された本発明においては、解析目的に応じたより精度の高い解析結果を得ることが出来る解析モデルにより解析が行われる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために本発明は、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを複数有する解析用コンピュータによるエンジン性能の予測解析方法であって、作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成する解析モデル生成工程と、作業者による解析目的の入力を受け付ける解析目的入力工程と、複数のＣＦＤ解析プログラムから、入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択するプログラム選択工程と、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルを補正する解析モデル補正工程と、この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて選択されたプログラムにより解析を実行する解析実行工程と、を有することを特徴としている。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために本発明によるエンジン性能の予測解析プログラムは、エンジンの吸排気の流れをＣＦＤ解析モデルを用いて解析するＣＦＤ解析プログラムを複数有する解析用コンピュータのためのエンジン性能の予測解析プログラムであって、作業者の入力に基づいて１つのＣＦＤ解析モデルを生成させ、作業者による解析目的の入力を受け付け、複数のＣＦＤ解析プログラムから入力された解析目的に応じて解析に使用するプログラムを選択させ、選択されたプログラムに応じて生成されたＣＦＤ解析モデルを補正させ、この補正後のＣＦＤ解析モデルを用いて選択されたプログラムにより解析を実行させるように解析用コンピュータを制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるエンジン性能の予測解析システム等によれば、解析モデルの作成時間を短縮すると共に解析精度を高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、本発明の実施形態によるエンジン性能の解析システムの主な構成について説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジン性能の解析システムの概略構成図である。
このシステムは、主にエンジンの吸気や排気の流れを１次元或いは３次元のＣＦＤ演算により解析して、エンジン性能、例えば、出力（トルク）、吸気音、排気音、燃費、エミッションなどを予測するためのものである。このように、開発に必要な予測すべきエンジン性能は多様であるが、それらを１つの解析プログラムで精度良く解析することは難しい。そこで、本発明の実施形態による解析システムでは、解析目的（エンジン出力予測、等）に応じて、複数のＣＦＤ解析プログラムの中から精度の高い解析結果が得られる適切なプログラムを選択すると共に選択したプログラムや解析目的に適した解析モデルを生成するようになっている。
【００１７】
図１に示すように、解析システム１は、ＣＦＤ解析システム２及びＣＡＤシステム４を有する。ＣＦＤ解析システム２のコンピュータ６には、その記憶装置（図示せず）或いはメモリ（図示せず）に、予測解析プログラムが格納されている。この予測解析プログラムは、主に、モデル生成プログラム８、プリプロセスプログラム１０、プログラム選択プログラム１２、モデル補正プログラム１４及び複数のＣＦＤ解析プログラム１６〜１８を有している。
【００１８】
モデル生成プログラム８は、モデルデータベース２６に格納されたデータを使用して作業者にエンジンの解析モデルを構築させると共に、エンジンの各諸元の数値やメッシュ数を設定して、各ＣＦＤ解析プログラム１６〜１８用の解析ベースモデルを生成するためのプログラムである。
モデルデータベース２６には、１次元ＣＦＤ解析用或いは３次元ＣＦＤ解析用の複数のモデル要素が格納されている。モデル要素は、「管」、「容器」、「閉止端」、「開放端」、「分岐管」、「シリンダ」、「レゾネータ」等に分類される。各モデル要素は、その寸法及び角度等の形状を規定する諸元に加え、抵抗損失や熱伝導率等の吸気或いは排気の流れに影響を与える部品特性に関する諸元を設定可能なモデルである。
【００１９】
管モデルは、径、長さ、温度及び抵抗で表されるモデルであり、そのような諸元を変更することで圧力脈動や流体抵抗が変化し、また、管の端に絞りを設けることで、流体の流入流出抵抗が変化する。
容器モデルは、容積及び温度で表されるモデルであり、そのような諸元を変更することで圧力脈動や流体抵抗が変化する。この容器モデルは、長さの概念を持たないモデルであるので、圧力の反転等の影響が管よりも直接的に出る。
閉止端モデルは、一方側が閉じられ、他方側が別の管或いは容器に接続されるモデルであり、管長や管径を変更することで圧力脈動の共鳴位置が変化する。
開放端モデルは、一方側が大気に開放され、他方側が別の管或いは容器に接続されるモデルであり、管長を変更することで空気の吸い込み抵抗及び圧力脈動が変化する。
分岐管モデルは、３本以上の管が接続されたモデルであり、接続の角度を変更することで流体の流れの分配が変化する。
シリンダモデルは、容積が時間とともに変化し、燃焼して熱を出力すると共に仕事量を出力するモデルであり、燃焼室の表面積を変更することで仕事の大きさが変化する。
レゾネータモデルは、基本的に容器と管で表されたモデルであり、諸元を変更することで圧力脈動の共鳴位置が変化する。
これらのモデル要素により、例えば、レゾネータ、サージタンク、吸気通路、吸気ポート、排気ポート、排気マニホルド、ＥＧＲ通路等が表現される。また、モデルデータベース２６には、過去に生成された解析モデルも格納されている。
【００２０】
プリプロセスプログラム１０は、各ＣＦＤ解析プログラム１６〜１８による解析の前処理を行うプログラムであり、作業者による解析目的の入力、プログラム選択プログラム１２及びモデル補正プログラム１４による処理等の一連の処理を統括する機能を有する。
プログラム選択プログラム１２は、複数のＣＦＤ解析プログラム１６〜１８の中から、解析目的に応じて、より適切なプログラムを選択する機能を有する。ここで、各ＣＦＤ解析プログラム１６〜１８は、解法や演算処理方法などの演算特性が異なるものである。例えば、管の抵抗についても、使用する式が異なる場合がある。従って、そのような演算特性の違いにより、各プログラムは、エンジン出力の解析に適したもの、吸排気音の解析に適したもの等、それぞれ特性を有する。本実施形態のプログラム選択プログラム１２には、そのような各プログラムの特性を考慮し、解析目的と各プログラムとを関連付けたデータが予め組み込まれている。プログラム１２は、そのデータを基に、解析目的に応じて使用するプログラム１６〜１８を選択する。
【００２１】
モデル補正プログラム１４は、解析目的や選択されたＣＦＤ解析プログラム１６〜１８に応じて、モデル生成プログラム８により生成された解析ベースモデルを補正して、解析実行用のモデルを生成する機能を有する。
ここで、各プログラム１６〜１８は、その演算特性が異なることに起因して、圧力波が数値的に鈍り圧力ピークが出にくいとか、抵抗が低めに考慮され流速が出やすい、等の特性を有する。また、例えば曲がり管では、エンジン出力を解析する際に重要な空気の流通経路や、吸排気音を解析する際に重要な圧力波の伝達経路が、その曲がり管の中心軸上を必ずしも通らず、実際のエンジンの曲がり管の長さに対し、解析上の曲がり管の長さを修正した方が良い場合がある。さらに、例えば、管の抵抗損失等は、解析上設定された流量特性、即ち、エンジン回転数に応じて変化する流速に依存して、実際より低めに考慮されたり高めに考慮されたりする場合もある。
【００２２】
モデル補正データベース２８には、これらの特性を考慮してより精度良い解析を行うための解析ベースモデル用補正データが格納されている。補正データとしては、曲がり管の長さや吸気開放端圧力等の諸元やメッシュ数の補正値、或いは、管モデルと容器モデルの使い分けの補正パターン等がある。
図２に、モデル補正データベース２８に格納された補正データの一例を示す。図２は、解析ベースモデル用の補正データの一例として管の抵抗損失係数の補正値を示す線図である。この図２に示すように、プログラムＡ（図１の符号１６）及びプログラムＢ（図１の符号１７）における管の抵抗損失係数の補正値が、エンジン回転数に対して異なっていることが分かる。例えば、エンジン回転数が４０００ＲＰＭでは、プログラムＡでは管の損失抵抗係数が減少補正され、プログラムＢでは増大補正がされることになる。
【００２３】
このような補正値は、他の諸元も含め、過去の多くの解析事例における計算結果を統計処理して得られた値であり、どのＣＦＤ解析プログラムを使用しても、解析結果がほぼ同じになるように規定されている。また、そのような補正値は、過去の多くの解析事例における計算結果を統計処理すると共にそれらの解析結果を実験結果等と照らし合わせることにより得られた値であり、そのような補正値により補正された解析モデルによる解析結果が、より実測に近い高精度なものとなるように規定されている。
メッシュ数に関する補正値も同様に規定されている。また、管モデルと容器モデルの使い分けの補正パターンとしては、例えば、レゾネータやサージタンク等の部位に対して、管モデルと容器モデルとの組み合わせ、管モデルのみ、或いは、容器モデルのみのモデル構成が規定されている。
【００２４】
以上のような補正値や補正パターンを規定した補正データは、使用するＣＦＤ解析プログラム、解析目的（エンジン出力や吸排気音など）及び解析条件（解析するエンジン回転数や負荷等）と関連付けられて規定されている。そして、モデル補正プログラム１４は、使用するＣＦＤ解析プログラム、解析目的或いは解析条件に対応する補正値や補正パターンを基に解析ベースモデルを補正して、解析実行用のモデルを生成する。このような補正された解析モデルを用いて解析を行うことで、精度の良い解析結果が得られるようになっている。
【００２５】
ＣＦＤ解析プログラム１６〜１８は、それぞれＣＦＤ解析を実行するプログラムである。具体的には、汎用ＣＦＤプログラムや、汎用ＣＦＤプログラムに含まれる個々のプログラム（出力解析用、音解析用、等）、或いは、メーカで内製されたプログラム等である。
次に、ＣＡＤシステム４のコンピュータ２２には、ＣＡＤプログラム２４が格納されている。このＣＡＤプログラム２４は、機械設計や構造解析のための汎用ＣＡＤプログラムである。設計データベース３０には、種々のエンジンの３次元ＣＡＤデータが格納されている。ＣＡＤプログラム２４は、その設計データベース３０から３次元ＣＡＤデータを読み込み、或いは、設計データベース３０にＣＡＤデータを格納する機能を有する。
【００２６】
なお、ＣＦＤ解析システム２のコンピュータ６は、３次元ＣＦＤの膨大な演算量にも対応出来るような高速のサーバコンピュータを複数台、並列に接続したもの（図示せず）が好ましく、さらに、コンピュータ６に、複数のクライアント端末（図示せず）をネットワークで接続して、作業者がそのような端末上で解析の操作を行えるようにしても良い。
【００２７】
次に、図３乃至図７により、本発明の実施形態の解析システムによる処理の全体的な流れを説明する。図３は、解析システムの処理内容の流れを示すフローチャートであり、図４は、解析目的入力画面の一例であり、図５は、選択プログラム表示画面の一例であり、図６は、解析モデルの一例を示す模式図であり、図７は、解析ベースモデルを規定するための諸元入力画面の一例である。なお、図３における「Ｓ」は、各ステップを示している。
【００２８】
先ず、図３に示すように、Ｓ１において、解析目的の設定が行われる。このＳ１では、プリプロセスプログラム１０（図１参照）により、図４に示すような入力画面が表示され、この入力画面により作業者による解析目的の入力を受け付けて、解析目的が設定される。本実施形態では、体積効率のみを考慮するエンジン出力予測や、低周波に加え高周波も詳細に考慮する吸気音予測などの解析目的が作業者により選択される。なお、燃費やエミッションなどの解析目的を選択可能にしても良い。
【００２９】
次に、図３に示すように、Ｓ２において、解析プログラムの自動選択が行われる。このＳ２では、プログラム選択プログラム１２（図１参照）により、解析目的と各プログラムとを関連付けたデータを基に、Ｓ１で入力された解析目的に応じた最適なプログラムがＣＦＤ解析プログラム１６〜１８の中から自動的に選択される。選択されると、図５に示すような画面が表示される。ここでは、ＣＦＤ解析プログラムＡ（符号１６）が選択されているが、作業者が変更ボタンを押すと共に別のプログラム名を指定することにより、この自動的に選択されたプログラムを他のＣＦＤ解析プログラムに変更することも出来る。
【００３０】
次に、図３に示すように、Ｓ３において、解析ベースモデルの構築が行われる。具体的には、作業者は、モデル生成プログラム８（図１参照）により表示されるモデル構築画面（図示せず）上で、モデルデータベース２６に格納された上述したモデル要素を適宜選択すると共に配置し、それらを接続することにより、図６に示すようなエンジンモデルを構築する。
【００３１】
図６に示すエンジンモデルは、一次元のモデルの例であり、複数のモデル要素により、吸気ポート（ｉ１〜ｉ４）、吸気管（ｉ５〜ｉ８、ｉ１２、ｉ１３）、サージタンク（ｉ９〜ｉ１１）、フレッシュエアダクト（ｉ１４、ｉ１５）、エアクリーナ（ｖ１）、レゾネータ（ｉ１６、ｖ２）、４つの気筒（ｃ１〜ｃ４）、排気ポート（ｅ１７〜ｅ２０）及び排気管（ｅ２１〜２８）が表現されている。ここで、図６に示すエンジンモデルでは、ｉ１〜ｉ１６、ｅ１７〜ｅ２８は、「管」のモデルであり、ｖ１及びｖ２は、「容器」のモデルであり、ｃ１〜ｃ４は、「シリンダ」のモデルである。他に、スロットル弁や、ＥＧＲ通路等を形成することや、サージタンクを容器のモデルで表現すること等も可能である。
【００３２】
次に、図３に示すように、Ｓ４において、各条件設定が行われる。具体的には、モデル生成プログラム８（図３参照）により、図７のような入力画面が表示され、寸法や角度等のエンジンの形状を規定する諸元の値、抵抗損失や熱伝導率等の吸排気の流れに影響を与える部品特性に関する諸元の値、管の端部の圧力や温度等の境界条件に関する諸元の値、及び、メッシュ数の作業者による入力を受け付けて、各数値が設定される。また、このＳ４では、エンジン回転数やエンジン負荷等の運転条件も作業者の入力により設定される。なお、エンジンの形状を規定する諸元の値として、ＣＡＤデータが自動的に読み込まれるようにしても良い。また、メッシュ数や境界条件等はデフォルト値を設定するようにしても良い。
【００３３】
ここで、エンジンの形状を規定する諸元には、吸気管或いは排気管同士の互いの接続角度やスロットル弁の角度のような諸元も含まれる。この解析システムでは、管長を、真っ直ぐな管及び曲がり管のいずれにおいても、管の３次元形状のデータに基づいて管の中心線に沿った長さを入力する。
このＳ４では、モデル生成プログラム８により、設定された各諸元の値及びメッシュ数がＳ３で構築されたエンジンモデルに付加されて、Ｓ５による補正のベースとなる解析モデル（解析ベースモデル）が生成される。この生成された解析モデルは、モデルデータベース２６に格納される。
なお、Ｓ３及びＳ４において、モデルデータベース２６に格納されている、過去に生成された解析モデルを読み込んで、解析ベースモデルとして設定し、或いは、読み込んだモデルを修正して解析ベースモデルを生成しても良い。
【００３４】
次に、図３に示すように、Ｓ５において、解析モデルの自動補正が行われる。このＳ５では、モデル補正プログラム１４により、詳細には後述するように、Ｓ１で設定（入力）された解析目的、或いは、Ｓ２で選択されたＣＦＤ解析プログラム１６〜１８に応じて、Ｓ３で生成された解析ベースモデルの各諸元、メッシュサイズ及びモデル構成が自動的に補正される。なお、このＳ５で補正された解析モデルは、モデルデータベース２６に格納される。
【００３５】
次に、Ｓ６において、Ｓ５による補正後の解析モデルが、Ｓ２で選択されたＣＦＤ解析プログラム用に自動的にデータ変換される。さらに、その選択されたＣＦＤ解析プログラムにより、Ｓ４で設定された運転条件で解析が行われ、結果が出力される。
【００３６】
ここで、或る１つのエンジンについて、複数の解析目的をそれぞれ解析したい場合には、Ｓ３及びＳ４で生成した解析ベースモデルを用い、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５及びＳ６の一連のステップを繰り返せば良い。このように、本実施形態では、作業者の入力に基づいて１つの解析モデル（解析ベースモデル）を作成すれば、複数の解析目的或いは解析プログラムによる解析をほぼ自動で行うことが出来、作業者による入力工数を削減することが出来る。
【００３７】
次に、図８乃至図１１により、図３に示すＳ５における解析モデルの自動補正について説明する。図８は、図３のＳ５におけるモデル補正の処理を示すフローチャートであり、図９は、モデル補正における曲がり管の長さの変更内容を表示する画面の一例を示す図であり、図１０は、モデル補正におけるメッシュ数の変更内容を表示する画面の一例を示す図であり、図１１は、解析目的毎のメッシュ数の違いを説明するための１次元管モデルの模式図である。図９における「Ｓ」は、各ステップを示している。
図８に示すように、解析モデルの自動補正ステップ（図３のＳ５）では、モデル補正プログラム１４により、Ｓ１１乃至Ｓ２０の処理が自動的に行われる。
【００３８】
先ず、Ｓ１１において、曲がり管の長さ補正が行われる。ここで、曲がり管においては、実際の現象として、空気の流通経路や圧力波の伝達経路がその曲がり管の中心軸上を通るとは限らない。つまり、このような場合、解析モデルにおける曲がり管の長さとして、ＣＡＤデータにおける管の中心軸上の長さをとると、特に圧力脈動特性が、実際の特性（実験値等）に対し大きくずれてしまうことになる。そして、このようなずれの大きさは、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なる。
そこで、このＳ１１では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラムに応じた適切な曲がり管の長さの補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４（図３）で設定された曲がり管の長さが補正されるようになっている。
【００３９】
このような曲がり管の長さの補正は、モデル要素（例えば、図６で示すようなｉ１３やｉ１６）毎に行われる。一方、空気量に関して解析する場合など、エンジンの幾何学形状をそのまま解析モデル化した方が良い場合には、このような補正は行われない。なお、以下のＳ１２乃至Ｓ２０の各ステップにおいても、同様に、モデル要素毎に補正が行われ、また、補正が行われない場合もある。
本実施形態では、図９のような画面により、補正前及び補正後の曲がり管の長さが表示される。図９に示すような画面上で、数値の変更やキャンセルも可能である。なお、他のステップにおいても、このような補正前及び補正後の内容を示す画面が表示され、変更或いはキャンセルが可能となっている。
【００４０】
次に、Ｓ１２において、吸気開放端圧力の補正が行われる。ここで、吸気経路における流動抵抗特性は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なる。また、実際の現象として、開放端に生じる圧力波の腹の位置が、幾何学的な吸気開放端の位置（ＣＡＤデータを基にした吸気開放端の位置）に対してずれる場合もある。吸気音など、圧力波に関して解析する場合には、特にこのようなずれを補正する必要がある。吸気開放端の圧力は、通常は大気圧であるが、この圧力の値を補正することで、流動抵抗の特性の違いや圧力波の腹の位置のずれを補正することが可能である。
そこで、このＳ１２では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラムに応じた適切な吸気開放端の圧力の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、デフォルトで設定された大気圧に対して吸気開放端圧力が補正されるようになっている。
【００４１】
次に、Ｓ１３において、吸気温度の補正が行われる。ここで、吸気経路における温度特性は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なる。吸気温度の値を補正することで、吸気経路の温度特性の違いを補正することが可能である。
そこで、このＳ１３では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラムに応じた適切な吸気温度の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、デフォルトで設定された大気温度２０℃に対して吸気開放端圧力が補正されるようになっている。
【００４２】
次に、Ｓ１４において、管と管の接続角度の補正が行われる。ここで、管と管の接続角度が解析結果に与える影響は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なり、また、エンジン回転数に応じて変化する流量特性（流速や流体圧力等）によっても異なる。
そこで、このＳ１４では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラム及びＳ４（図３）で設定された運転条件（エンジン回転数）に応じた適切な管と管の接続角度の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定された管と管の接続角度が補正されるようになっている。
【００４３】
次に、Ｓ１５において、管の曲がり損失係数の補正が行われる。ここで、管の曲がり損失係数が解析結果に与える影響は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なり、また、エンジン回転数に応じて変化する流量特性によっても異なる。
そこで、このＳ１５では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラム及びＳ４（図３）で設定された運転条件（エンジン回転数）に応じた適切な管の曲がり損失係数の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定された管の曲がり損失係数が補正されるようになっている。
【００４４】
次に、Ｓ１６において、管の抵抗損失係数の補正が行われる。ここで、管の抵抗損失係数が解析結果に与える影響は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なり、また、エンジン回転数に応じて変化する流量特性によっても異なる。
そこで、このＳ１６では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラム及びＳ４（図３）で設定された運転条件（エンジン回転数）に応じた適切な管の抵抗損失係数の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定された管の抵抗損失係数が補正されるようになっている。
【００４５】
次に、Ｓ１７において、管と管の接続部、或いは、管と容器の接続部の流量抵抗の補正が行われる。ここで、管と管、管と容器の接続部の流量抵抗が解析結果に与える影響は、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なり、また、エンジン回転数に応じて変化する流量特性によっても異なる。
そこで、このＳ１７では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラム及びＳ４（図３）で設定された運転条件（エンジン回転数）に応じた適切な管と管、管と容器の接続部の流量抵抗の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定された管と管、管と容器の接続部の流量抵抗が補正されるようになっている。
【００４６】
次に、Ｓ１８において、レゾネータ部の管長の補正が行われる。ここで、レゾネータ部の管長は圧力伝搬に大きく影響を及ぼすが、その影響の大きさは、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なる。
そこで、このＳ１８では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラムに応じた適切なレゾネータ部の管長の補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定されたレゾネータ部の管長が補正されるようになっている。
【００４７】
次に、Ｓ１９において、管のメッシュサイズ（メッシュ数）の補正が行われる。このＳ１９では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ２（図３）で選択されたプログラム及びＳ１（図３）で設定された解析目的（エンジン出力予測など）に応じた適切なメッシュサイズの補正値が抽出され、この補正値に基づいて、Ｓ４で設定されたメッシュサイズ（メッシュ数）が補正されるようになっている。
【００４８】
このＳ１９においては、具体的には、以下の観点で補正が行われる。
先ず、選択されたプログラムに応じて補正される場合を説明する。メッシュサイズは、圧力伝搬に大きく影響を及ぼすが、その影響の大きさは、演算特性の違いに起因して各プログラム１６〜１８毎に異なる。従って、Ｓ２で選択されたプログラムに応じて補正値が異なる。
【００４９】
次に、解析目的に応じて解析モデル全体のメッシュサイズが補正される場合を説明する。
Ｓ１で設定された解析目的が吸気音や排気音の予測である場合には、圧力波の伝搬状態或いは分布状態が重要であり、非常に細かい波を捉える必要があるので、エンジン出力を予測する場合よりも、モデル全体にわたりメッシュサイズが細かく（メッシュ数が多く）なるように補正される。図１１に一例を示すように、エンジン出力予測では３分割のメッシュであるのに対し、吸気音予測では６分割のメッシュとなっている。
【００５０】
また、Ｓ１で設定された解析目的がエンジン出力予測である場合には、大きな波長の圧力波を捉えることが出来る程度の粗いメッシュサイズ（少ないメッシュ数）に補正される。また、Ｓ１で設定された解析目的がエミッション予測等の非定常計算を行うものである場合には、空気量の解析精度を下げても解析結果に大きく影響を及ぼさないので、粗いメッシュサイズに補正される。これらのように、メッシュサイズを粗くすることにより、計算速度が高まり、その結果、解析時間が短縮される。
【００５１】
次に、解析目的に応じて解析モデルの一部分のメッシュサイズが補正される場合を説明する。
Ｓ１で設定された解析目的が吸気音の予測である場合には、スロットルより上流の部位のモデル要素のメッシュサイズが、他の部分より細かくなるように補正される。一方、Ｓ１で設定された解析目的がエンジン出力の予測である場合には、吸気ポートや吸気管のモデル要素のメッシュサイズが、他の部分より細かくなるように補正される。
なお、このようなメッシュサイズを細かくする部位は、過去の多くの解析事例における計算結果を統計処理して決定される。モデル補正データベース２８には、解析目的に応じてどのような部位のメッシュサイズを細かくするかを規定するデータが予め格納されている。
【００５２】
このＳ１９では、以上説明した観点を全て考慮してメッシュサイズの補正が行われるが、変形例として、使用する解析プログラムのみを考慮した補正、或いは、解析目的のみを考慮した補正が行われるようにしても良い。
なお、このＳ１９において、Ｓ４で設定されたメッシュ数（図７参照）が適切なものであると判断されれば、メッシュサイズの補正は行われない。また、このＳ１９では、図１０のような画面により、各モデル要素毎に、補正前及び補正後のメッシュ数が表示される。図１０に示すような画面上で、数値の変更やキャンセルも可能である。
【００５３】
次に、Ｓ２０において、管モデルと容器モデルの設定変更の補正が行われる。ここで、容器モデルでは、圧力波の反転が容器と管との接続部で精度良く計算される。一方、長さの概念を持たないモデル要素であるので、吸気音を解析する場合には、解析精度が落ちる場合がある。
そこで、このＳ２０では、モデル補正データベース２８に格納された補正データから、Ｓ１（図３）で設定された解析目的に応じた適切な管モデル及び容器モデルのモデル構成の補正パターンが抽出され、この補正パターンとＳ３で生成された解析ベースモデルのモデル構成とが比較される。そして、それらが異なる場合は、抽出した補正パターンに基づいて、Ｓ３で生成された解析ベースモデルのモデル構成が変更（補正）される。例えば、レゾネータに関しては、解析目的として吸気音予測が設定されている場合には管のみの構成となり、解析目的としてエンジン出力予測が設定されている場合には管と容器とを組み合わせた構成となるように補正される。
【００５４】
以上説明した解析システムによれば、解析目的に応じた適切なＣＦＤ解析プログラムが選択される。また、ＣＦＤ解析プログラム及び／又は解析目的に応じた適切な解析モデルの補正が自動的に行われる。従って、開発にかかる工数が削減されると共に、精度良い解析結果が得られる。また、経験の浅い開発者（作業者）であっても、適正な解析を容易に実行することが出来る。また、ベースとなる解析モデル（図３のＳ３における解析ベースモデル）を一つだけ構築（生成）すれば良いので、解析目的や解析プログラムに応じて解析モデルの作成を繰り返したり、微修正したりする等の手間が大きく省ける。さらに、開発者による解析結果のばらつきを無くすと共に精度の高い解析結果を得ることが出来る。
これらの結果、本発明の実施形態による解析システムにより、解析モデルの作成時間を短縮すると共に解析精度を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態によるエンジン性能の解析システムの概略構成図である。
【図２】解析ベースモデル用の補正データの一例として管の抵抗損失係数の補正値を示す線図である。
【図３】本発明の実施形態による解析システムの処理内容の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による解析システムの解析目的入力画面の一例である。
【図５】本発明の実施形態による解析システムの選択プログラム表示画面の一例である。
【図６】本発明の実施形態による解析システムの解析モデルの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態による解析システムの解析ベースモデルを規定するための諸元入力画面の一例である。
【図８】図３のＳ５におけるモデル補正の処理を示すフローチャートである。
【図９】モデル補正における曲がり管の長さの変更内容を表示する画面の一例を示す図である。
【図１０】モデル補正におけるメッシュ数の変更内容を表示する画面の一例を示す図である。
【図１１】解析目的毎のメッシュ数の違いを説明するための１次元管モデルの模式図である。
【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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