(57)【要約】 【課題】  精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成方法、熱解析装置および熱解析方法を提供する。【解決手段】  メッシュ分割処理部２４は、熱解析対象物のＸＹＺ系における各座標の最大の座標位置および最小の座標位置をメッシュ分割位置と決定する。次に、重要部品認識処理部２３によって抽出された重要部品について、メッシュ数が全体最大メッシュ数を超えない範囲で、重要度の高い重要部品から順に、重要部品の頂点の位置と既に決定されている直近のメッシュ分割位置との距離が予め定める基準値以上である場合のみ、その重要部品の頂点の位置をメッシュ分割位置と決定し、既に決定されているメッシュ分割位置に追加する。そして、決定されたメッシュ位置に基づいてメッシュ分割し、解析モデルを生成する。【選択図】      図１
2009129196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する入力手段と、
熱解析対象物を構成する部品の中から、入力手段によって入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する重要部品抽出手段と、
入力手段によって入力される形状データに基づいて、重要部品抽出手段によって抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とを生成し、生成されたすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルを生成する熱解析モデル生成手段とを含むことを特徴とする熱解析モデル生成装置。
【請求項２】
前記熱解析モデル生成手段は、
重要部品の頂点を含む第１の平面が、既に生成されている第１の平面のうちの直近の第１の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第１の平面を生成し、
重要部品の頂点を含む第２の平面が、既に生成されている第２の平面のうちの直近の第２の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第２の平面を生成し、
重要部品の頂点を含む第３の平面が、既に生成されている第３の平面のうちの直近の第３の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第３の平面を生成することを特徴とする請求項１に記載の熱解析モデル生成装置。
【請求項３】
前記熱解析モデル生成手段は、前記分割した微小要素の数が予め定める基準メッシュ数以上でないとき、新たに生成される第１の平面、第２の平面、または第３の平面を含めたすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素の数が予め定める基準メッシュ数未満で、かつ予め定める基準メッシュ数に最も近い数になるまで、隣接する平行な第１の平面の距離、隣接する平行な第２の平面の距離、隣接する平行な第３の平面の距離のうち、最大の距離である隣接する２つの平面の距離の中間点の位置を通る前記２つの平面に平行な平面を、第１の平面、第２の平面、または第３の平面として追加することを特徴とする請求項１または２に記載の熱解析モデル生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱解析モデル生成装置と、
熱解析モデル生成装置によって生成される熱解析モデルに対して、熱解析を行う熱解析手段と、
熱解析手段によって解析された解析結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする熱解析装置。
【請求項５】
少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する入力ステップと、
熱解析対象物を構成する部品の中から、入力ステップで入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する重要部品抽出ステップと、
入力ステップで入力される形状データに基づいて、重要部品抽出ステップで抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とを生成し、生成されたるすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルを生成する熱解析モデル生成ステップとを含むことを特徴とする熱解析モデル生成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の熱解析モデル生成方法を用いて生成される熱解析モデルに対して熱解析を行う熱解析ステップと、
熱解析ステップで解析された解析結果を出力する出力ステップとを含むことを特徴とする熱解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱解析を行うための熱解析モデルを生成する熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成方法、熱解析装置および熱解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電子装置の熱解析は、電子装置の形状を表す解析モデルに対する数値解析によって行われる。解析モデルは、メッシュと呼ばれる小さな要素から構成されるモデルであり、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムなどで作成される形状データに基づいて生成される。
【０００３】
特許文献１に記載されるメッシュデータ生成装置は、対象物体の頂点を通る互いに直交する格子グリッドによって、対象物体をメッシュ状に直交分割する。そのとき、対象物体の頂点間を等分割する格子グリッドを追加して直交分割する。格子グリッドの位置を、対象物体の頂点の位置にあわせることによって、解析精度を向上させるものである。
【０００４】
特許文献２に記載される解析装置は、部品の重要度と他の部品への影響範囲とに基づいて、メッシュ要素の疎密制御を行う。重要度の高い部品のメッシュ要素サイズを重要度の低い部品のメッシュ要素サイズよりも小さくし、さらに重要度の高い部品の影響範囲にある部品のメッシュ要素サイズを重要度の高い部品から離れる距離が遠いほどメッシュ要素サイズを大きくする。
【０００５】
特許文献３に記載される解析メッシュモデル生成装置は、部品の重要度に応じて設定された許容基準である形状体積誤差およびメッシュ体積誤差を満足するようにメッシュ要素を生成する。先ず、部品の形状データが示す部品モデルの体積が形状体積誤差の範囲内に入るように、微小形状である突起および孔などを簡略化する。次に、すべての部品モデルのすべての頂点を通過するように、メッシュ要素の境界であるメッシュラインを生成し、生成したメッシュラインに従ってメッシュ要素を生成する。さらに、メッシュ要素数が所定のメッシュ要素上限値を超える場合、部品モデルの体積に対する、部品モデルをメッシュ化した部品メッシュモデルの体積の変化の割合である体積誤差が、メッシュ体積誤差の範囲内に入るように、メッシュラインを間引いてメッシュ要素を減らす。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９４６７４号公報
【特許文献２】特開２００２−８２９９９号公報
【特許文献３】特開２００６−３５０５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されるメッシュデータ生成装置は、たとえば大きさが５０ｍｍ×１００ｍｍ×２８ｍｍ程度の携帯電話機をメッシュ状に分割する場合、メッシュ数が約３８００万となる。メッシュ数が多いために解析時間が膨大な時間となるという問題があり、実際の計算に適用することはできない。
【０００８】
特許文献２に記載される解析装置は、疎密制御を行うための基礎となる部品の重要度の決定には、解析経験者のノウハウあるい簡易解析が必要であり、設計者の習熟度によって、解析時間および解析精度が異なるという問題がある。さらに、実際の製品設計では、機能毎に複数の設計者が設計を行っており、同じ部品についての部品名が設計者によって異なることがある。ある設計者は、「Ａ１２３４５」というような部品コードを基にした部品名で記載し、別の設計者は、「ＣＡＢ−Ａ」というようなユニークな名前での部品名で記載しているために、解析を行う担当者が部品名によって発熱体あるいは放熱部品などの部品を容易に特定することができず、メッシュ作成に時間がかかるという問題がある。
【０００９】
特許文献３に記載される解析装置は、すべての部品モデルのすべての頂点を通過するようにメッシュラインを生成し、生成したメッシュラインに従ってメッシュ要素を生成するが、メッシュ要素数が所定のメッシュ要素上限値を超える場合に、間引き処理を行う必要があり、解析精度が低下する可能性があるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成方法、熱解析装置および熱解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する入力手段と、
熱解析対象物を構成する部品の中から、入力手段によって入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する重要部品抽出手段と、
入力手段によって入力される形状データに基づいて、重要部品抽出手段によって抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とを生成し、生成されたすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルを生成する熱解析モデル生成手段とを含むことを特徴とする熱解析モデル生成装置である。
【００１２】
また本発明は、前記熱解析モデル生成手段は、
重要部品の頂点を含む第１の平面が、既に生成されている第１の平面のうちの直近の第１の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第１の平面を生成し、
重要部品の頂点を含む第２の平面が、既に生成されている第２の平面のうちの直近の第２の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第２の平面を生成し、
重要部品の頂点を含む第３の平面が、既に生成されている第３の平面のうちの直近の第３の平面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含む第３の平面を生成することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記熱解析モデル生成手段は、前記分割した微小要素の数が予め定める基準メッシュ数以上でないとき、新たに生成される第１の平面、第２の平面、または第３の平面を含めたすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素の数が予め定める基準メッシュ数未満で、かつ予め定める基準メッシュ数に最も近い数になるまで、隣接する平行な第１の平面の距離、隣接する平行な第２の平面の距離、隣接する平行な第３の平面の距離のうち、最大の距離である隣接する２つの平面の距離の中間点の位置を通る前記２つの平面に平行な平面を、第１の平面、第２の平面、または第３の平面として追加することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記熱解析モデル生成装置と、
熱解析モデル生成装置によって生成される熱解析モデルに対して、熱解析を行う熱解析手段と、
熱解析手段によって解析された解析結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする熱解析装置である。
【００１５】
また本発明は、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する入力ステップと、
熱解析対象物を構成する部品の中から、入力ステップで入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する重要部品抽出ステップと、
入力ステップで入力される形状データに基づいて、重要部品抽出ステップで抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とを生成し、生成されたるすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルを生成する熱解析モデル生成ステップとを含むことを特徴とする熱解析モデル生成方法である。
【００１６】
また本発明は、前記熱解析モデル生成方法を用いて生成される熱解析モデルに対して熱解析を行う熱解析ステップと、
熱解析ステップで解析された解析結果を出力する出力ステップとを含むことを特徴とする熱解析方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、入力手段によって、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報が入力され、重要部品抽出手段によって、熱解析対象物を構成する部品の中から、入力手段によって入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品が抽出される。
【００１８】
そして、熱解析モデル生成手段によって、入力手段によって入力される形状データに基づいて、重要部品抽出手段によって抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とが生成され、生成されたすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルが生成される。
【００１９】
すなわち、重要度の高い部品の頂点を微小要素の頂点に一致させるので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えることができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる。
【００２０】
また本発明によれば、熱解析手段によって、前記熱解析モデル生成装置によって生成される熱解析モデルに対して、熱解析が行われ、出力手段によって、熱解析手段によって解析される解析結果が出力される。したがって、前記熱解析モデル生成装置で生成された解析モデルに対して熱解析を行うので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えた解析モデルに対して熱解析を行うことができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる。
【００２１】
また本発明によれば、入力ステップでは、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する。重要部品抽出ステップでは、熱解析対象物を構成する部品の中から、入力ステップで入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する。
【００２２】
そして、熱解析モデル生成ステップでは、入力ステップで入力される形状データに基づいて、重要部品抽出ステップで抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行な第１の平面と、第１の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第２の平面と、第１の平面および第２の平面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行な第３の平面とを生成し、生成されたるすべての第１の平面、第２の平面および第３の平面によって分割される微小要素によって表される熱解析モデルを生成する。
【００２３】
すなわち、重要度の高い部品の頂点を微小要素の頂点に一致させるので、本発明に係る熱解析モデル生成方法を適用すれば、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えることができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる。
【００２４】
また本発明によれば、熱解析ステップでは、前記熱解析モデル生成方法を用いて生成される熱解析モデルに対して熱解析を行う。そして、出力ステップでは、熱解析ステップで解析された解析結果を出力する。したがって、前記熱解析モデル生成方法で生成された解析モデルに対して熱解析を行うので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えた解析モデルに対して熱解析を行うことができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施の一形態である熱解析装置１の構成を示すブロック図である。解析装置である熱解析装置１は、解析モデル生成装置としても機能する。本発明に係る解析方法は、熱解析装置１で処理され、本発明に係る解析モデル生成方法は、解析モデル生成装置で処理される。
【００２６】
熱解析装置１は、入出力装置１０、データ処理装置２０および記憶装置３０を含んで構成される。入出力装置１０は、入力部１１、表示部１２および出力部１３を含んで構成され、熱解析を行うために必要な情報を含む情報を入力し、熱解析によって得られる熱解析結果を表す情報を含む情報を出力する。入出力装置１０は、通信回線たとえばＬＡＮ（
Local Area Network）を介して、ＬＡＮに接続される他の装置と情報を送受信するための通信装置を含んでもよい。
【００２７】
入力部１１は、たとえばキーボードおよびマウスなどの入力装置によって構成され、熱解析を行うために必要な情報を含む情報を入力する。表示部１２は、たとえば液晶ディスプレイによって構成されるモニタなどの表示装置であり、熱解析によって得られる熱解析結果を表す情報を含む情報を表示する。出力部１３は、たとえばプリンタなどの印刷装置によって構成され、表示部１２に表示される情報と同じ情報を出力することができる。
【００２８】
データ処理装置２０は、たとえば図示しない中央処理装置（Central Processing Unit
：以下「ＣＰＵ」という）によって構成され、制御プログラムをＣＰＵで実行することによって、入出力装置１０を制御し、形状データ処理部２１、解析条件処理部２２、重要部品認識処理部２３、メッシュ分割処理部２４、演算処理部２５および解析後処理部２６などの機能を実現する。制御プログラムは、熱解析装置１を制御するためのプログラムであり、記憶装置３０に記憶される。
【００２９】
データ処理装置２０は、入出力装置１０によって入力された情報に基づいて、熱解析を行うための熱解析モデルを生成し、生成した熱解析モデルに対して熱解析を行い、熱解析によって得られる熱解析結果を表す情報を含む情報を入出力装置１０によって出力する。
【００３０】
入力手段である形状データ処理部２１は、熱解析の対象である熱解析対象物の形状データをＣＡＤ（Computer Aided Design）形状データベース３１から読み込み、解析用形状データに変換する。形状データは、たとえばＣＡＤシステムを用いて生成されるデータであり、部品、およびその部品から構成されるアセンブリあるいは製品などの熱解析対象物の形状、部品、ならびに部品の各頂点の座標などの情報を含む。形状データ処理部２１は、入出力装置１０から入力される熱解析対象物の解析用形状データを入出力装置１０から受け取ることもできる。入出力装置１０によって修正が指示される場合は、入出力装置１０から入力される情報に基づいて、解析用形状データを修正することができる。
【００３１】
入力手段である解析条件処理部２２は、材料物性データベース３２から部品物性情報を読み込み、あるいは入出力装置１０から入力される部品物性情報を入出力装置１０から受け取る。部品物性情報は、部品の材料、密度、比熱、発熱量および熱伝導率などの材料物性値を表す情報である。さらに、読み込んだ部品物性情報あるいは受け取った部品物性情報、および入出力装置１０から入力される情報に基づいて、流入流出などの境界条件、ならびに発熱量や初期温度および計算繰り返し回数などの解析条件を生成する。
【００３２】
重要部品抽出手段である重要部品認識処理部２３は、各部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度に従って部品を配列し、重要度が予め定める重要度以上である重要部品を抽出する。具体的には、重要部品認識処理部２３は、各部品について、それぞれの発熱量を体積で除算して発熱密度を算出する。そして、算出した発熱密度が高い順に部品を配列し、続けて、熱伝導率が高い順に部品を配列する。さらに、算出した発熱密度が、発熱密度で表される基準発熱量以上の部品、および熱伝導率が基準熱伝導率以上の部品を重要部品として抽出する。
【００３３】
熱解析モデル生成手段であるメッシュ分割処理部２４は、熱解析対象物の形状を直方体の微小要素（以下「メッシュ」という）に分割し、熱解析モデルを生成する。メッシュ分割処理部２４が行うメッシュの分割については、図７で細述する。
【００３４】
熱解析手段である演算処理部２５は、解析条件処理部２２によって生成された境界条件および解析条件で、メッシュ分割処理部２４によって生成された熱解析モデルの各メッシュおよびメッシュを構成する各節点での流速および温度などを熱解析によって計算する。
【００３５】
出力手段である解析後処理部２６は、熱解析によって得られる熱解析結果を、出力用データに変換し、変換後のデータを入出力装置１０によって出力するとともに、解析結果データベース３４に記憶する。
【００３６】
記憶装置３０は、たとえば半導体メモリおよびハードディスク装置などの記憶装置によって構成され、ＣＡＤ形状データベース３１、材料物性データベース３２、メッシュ分割設定データベース３３および解析結果データベース３４を含む。記憶装置３０は、熱解析装置１を制御するためのプログラム、および制御するために必要な情報を記憶する。
【００３７】
ＣＡＤ形状データベース３１は、形状データを記憶する。材料物性データベース３２は、部品物性情報を記憶する。メッシュ分割設定データベース３３は、最大メッシュ数などメッシュ分割に必要なパラメータなどの情報を記憶する。解析結果データベース３４は、熱解析によって得られる熱解析結果を表す情報を記憶する。
【００３８】
図２（１）は、ＣＡＤ形状データベース３１に記憶される形状データを可視化した解析モデルアセンブリ４１の一例を示す図であり、図２（２）は、ＣＡＤ形状データベース３１に記憶される形状データを表示するためのＣＡＤ形状データベース表示画面５１の一例を示す図である。ＣＡＤ形状データベース表示画面５１には、形状データのファイル名のリストであるファイル一覧５１ａが表示される。
【００３９】
図３は、材料物性データベース３２に記憶される材料物性データの一例を示す図である。材料物性データベース３２には、たとえば１つの部品についての材料データ３２ａについて、材料「＜ｎａｍｅ＞」が「物質Ａ」と示され、密度「＜ｄｅｎｎｓｉｔｙ＞」が「１０５０」と示され、比熱「＜ｃａｐａｃｉｔｙ＞」が「１４６５」と示され、熱伝導率「＜ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ＞」が「０．１４」と示されている。
【００４０】
図４は、メッシュ分割設定データベース３３に記憶されるパラメータの一例を示す図である。メッシュ分割設定データベース３３は、メッシュ分割に必要なパラメータとして、全体最大メッシュ数、Ｘ方向分割数、Ｙ方向分割数、Ｚ方向分割数、重力方向、重力方向メッシュ分割倍率、部品領域外メッシュ分割倍率、Ｘ軸方向最小ピッチ、Ｙ軸方向最小ピッチ、Ｚ軸方向最小ピッチ、基準発熱量および基準熱伝導率などのパラメータを記憶する。
【００４１】
全体最大メッシュ数は、分割するメッシュの数の上限を示す数である。Ｘ方向分割数、Ｙ方向分割数およびＺ方向分割数は、それぞれＸＹＺ座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に分割するメッシュの数の上限を示す数である。重力方向は、ＸＹＺ座標系における重力の方向を示す。重力方向メッシュ分割倍率は、熱の自然対流の精度を上げるために隣接するメッシュ分割位置の間隔を縮小するための倍率である。部品領域外メッシュ分割倍率は、全体のメッシュ数を減らすために隣接するメッシュ分割位置の間隔を拡大するための倍率である。Ｘ軸方向最小ピッチ、Ｙ軸方向最小ピッおよびＺ軸方向最小ピッチは、メッシュのアスペクト比を悪くしないための基準値である。基準発熱量および基準熱伝導率は、それぞれ重要部品を抽出するための基準となる発熱密度および熱伝導率である。
【００４２】
図４に示したメッシュ分割設定データベース３３には、全体最大メッシュ数「５００００００」、重力方向「Ｚ」、重力方向メッシュ分割倍率「０．８」、部品領域外メッシュ分割倍率「１．５」、Ｘ軸方向最小ピッチ「０．０５（ｍｍ）」、Ｙ軸方向最小ピッチ「０．０５（ｍｍ）」、Ｚ軸方向最小ピッチ「０．０５（ｍｍ）」、基準発熱量「０．００００２（Ｗ／ｍｍ３）」および基準熱伝導率「２０（Ｗ／（ｍ×ｋ））」と示されている。Ｘ方向分割数、Ｙ方向分割数およびＺ方向分割数は、空欄である。図では、単位「ｍｍ３」を「ｍｍ３」と示す（以下同じ）。「１Ｗ」は、「１ｍ２・ｋｇ・ｓ−３」である。
【００４３】
図５は、解析後処理部２６によって表示される解析結果データベース表示画面５２の一例を示す図である。解析結果データベース表示画面５２には、熱解析結果を表す解析結果データのファイル名のリストであるファイル一覧５２ａが表示される。
【００４４】
図６は、重要部品認識処理部２３によって抽出される重要部品の一例を示す。図６（ａ）は、重要部品を抽出する前の重要部品順位設定前リスト３５を示す。重要部品順位設定前リスト３５は、「部品名」、「体積（ｍｍ３）」、「発熱量（Ｗ）」および「熱伝導率（Ｗ／（ｍ×ｋ）」の４つの項目を含む。
【００４５】
図６（ａ）に示した重要部品順位設定前リスト３５には、部品名「Ａ」について、体積「１００」、発熱量「０．１５」および熱伝導率「８」が示されている。同様に、部品名「Ｂ」について、体積「６４」、発熱量「０．１」および熱伝導率「１０」が示され、部品名「Ｃ」について、体積「２５」、発熱量「０」および熱伝導率「８」が示され、部品名「Ｄ」について、体積「１００」、発熱量「０」および熱伝導率「２７」が示され、部品名「Ｅ」について、体積「３０」、発熱量「０．０５」および熱伝導率「１０」が示され、部品名「Ｆ」について、体積「８８０」、発熱量「０」および熱伝導率「０．１４」が示され、部品名「Ｇ」について、体積「６００」、発熱量「０」および熱伝導率「２３」が示され、部品名「Ｈ」について、体積「１２００」、発熱量「０」および熱伝導率「０．１４」が示されている。
【００４６】
図６（ｂ）は、重要部品を抽出した後、発熱密度および熱伝導率によって表される重要度に従って配列した重要部品順位設定後リスト３６を示す。重要部品順位設定後リスト３６は、「部品名」、「発熱密度（（Ｗ／ｍｍ３）」および「熱伝導率（Ｗ／（ｍ×ｋ）」の３つの項目を含む。
【００４７】
図６（ｂ）に示した重要部品順位設定後リスト３６には、部品名「Ｅ」について、発熱密度「０．００１６６７」および熱伝導率「１０」が示され、部品名「Ｂ」について、発熱密度「０．００１５６３」および熱伝導率「１０」が示され、部品名「Ａ」について、発熱密度「０．００１５」および熱伝導率「８」が示されて、部品名「Ｄ」について、発熱密度「０」および熱伝導率「２７」が示され、部品名「Ｇ」について、発熱密度「０」および熱伝導率「２３」が示され、部品名「Ｃ」について、発熱密度「０」および熱伝導率「８」が示され、部品名「Ｆ」について、発熱密度「０」および熱伝導率「０．１４」が示され、部品名「Ｈ」について、発熱密度「０」および熱伝導率「０．１４」が示されている。
【００４８】
図６（ｂ）に示した重要部品順位設定後リスト３６には、発熱密度が高い順に上から、部品名「Ｅ」、部品名「Ｂ」および部品名「Ａ」が配列され、続いて、熱伝導率が高い順に上から、部品名「Ｄ」、部品名「Ｇ」、部品名「Ｃ」、部品名「Ｆ」および部品名「Ｈ」が配列されている。すなわち、重要度が高い順に、部品名「Ｅ」、部品名「Ｂ」、部品名「Ａ」、部品名「Ｄ」、部品名「Ｇ」、部品名「Ｃ」、部品名「Ｆ」および部品名「Ｈ」と配列されている。
【００４９】
これらの部品名のうち、部品名「Ｅ」、部品名「Ｂ」および部品名「Ａ」の部品が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される基準発熱量「０．００００２（Ｗ／ｍｍ３）」以上の発熱密度であり、重要部品として抽出される。さらに、部品名「Ｄ」および部品名「Ｇ」の部品が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される基準熱伝導率「２０（Ｗ／（ｍ×ｋ））」以上の熱伝導率であり、重要部品として抽出される。
【００５０】
図７は、メッシュ分割処理部２４によって決定されるメッシュ分割位置を示す図である。メッシュ分割位置は、熱解析対象物の形状をメッシュに分割するとき、メッシュに分割する位置を示す。
【００５１】
メッシュ分割処理部２４は、ＸＹＺ座標系で解析領域を設け、熱解析対象物を解析領域に配置し、部品解析領域を設ける。部品解析領域は、ＸＹＺ座標系における熱解析対象物のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれの最大の座標位置および最小の座標位置によって決まる領域である。
【００５２】
メッシュ分割処理部２４は、重要部品の頂点の位置と、既に決定されているメッシュ分割位置のうちの直近のメッシュ分割位置との距離が予め定める基準値、たとえばメッシュ分割設定データベース３３に記憶されるＸ軸方向最小ピッチ、Ｙ軸方向最小ピッチあるいはＺ軸方向最小ピッチ以上である場合のみ、その重要部品の頂点の位置をメッシュ分割位置と決定し、既に決定されているメッシュ分割位置に追加する。
【００５３】
メッシュ分割処理部２４は、重要部品の頂点の位置と、既に決定されているメッシュ分割位置とのうちの直近のメッシュ分割位置との距離が予め定める基準値未満のときに、メッシュ分割位置として決定しないのは、アスペクト比が極端に悪いメッシュが生成されることを防止するためである。
【００５４】
メッシュ分割処理部２４は、すべての重要部品について、メッシュ分割位置を決定すると、Ｘ軸方向のメッシュ分割位置を含むＸ軸に直交する複数の第１の平面であるＸ軸メッシュ形成面と、Ｙ軸方向のメッシュ分割位置を含むＹ軸に直交する複数の第２の平面であるＹ軸メッシュ形成面と、Ｚ軸方向のメッシュ分割位置を含むＺ軸直交する複数の第３の平面であるＺ軸メッシュ形成面とを生成する。そして、生成したＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面によって、メッシュに分割したメッシュの数であるメッシュ数が、予め定める基準メッシュ数、たとえばメッシュ分割設定データベース３３に記憶される全体最大メッシュ数以上であると、既に決定したメッシュ分割位置を確定する。確定したメッシュ分割位置を含むＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面によって、解析領域をメッシュに分割した熱解析モデルを生成する。
【００５５】
メッシュ分割処理部２４は、決定したメッシュ分割位置で分割したメッシュのメッシュ数が予め定める基準メッシュ数未満であると、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸において隣接するメッシュ分割位置の間隔（以下「分割位置間隔」という）が最大である２つのメッシュ分割位置の中間点の位置にメッシュ分割位置を追加する。決定したメッシュ分割位置で分割したメッシュのメッシュ数が、予め定める基準メッシュ数以上になるまで繰り返し、予め定める基準メッシュ数以上になったときのメッシュ分割位置は追加しないで、それまでに決定したメッシュ分割位置を確定し、確定したメッシュ分割位置を含むＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面とによって、解析領域をメッシュに分割した熱解析モデルを生成する。
【００５６】
メッシュ分割位置を追加するとき、メッシュ数を減らすために、および熱の自然対流の精度を上げるために、分割位置間隔を、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される重力方向メッシュ分割倍率および部品領域外メッシュ分割倍率で除算して補正してもよい。
【００５７】
図７には、Ｘ軸方向の分割位置間隔群６３、およびＺ軸方向の分割位置間隔群６４、およびＺ軸方向の分割位置間隔群６５が示されている。Ｘ軸方向の分割位置間隔群６３は、Ｘ１〜Ｘ７の７個の分割位置間隔があり、それぞれの間隔に、部品領域外メッシュ分割倍率で補正した間隔の値を示している。括弧で括られた値が補正前の間隔であり、括弧で括られていない値が補正後の間隔である（以下同じ）。
【００５８】
Ｚ軸方向の分割位置間隔群６４は、Ｚ１〜Ｚ６の６個の分割位置間隔があり、それぞれの間隔に、部品領域外メッシュ分割倍率および重力方向メッシュ分割倍率で補正した間隔の値を示している。メッシュ分割設定データベース３３に記憶される重力方向が「Ｚ」であるので、重力方向メッシュ分割倍率の補正は、Ｚ軸方向についてのみ行われる。Ｚ軸方向の分割位置間隔群６５は、Ｚ１１，Ｚ１２，Ｚ２１，Ｚ２２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５１，Ｚ５２，Ｚ６１，Ｚ６２の１０個の分割位置間隔があり、分割位置間隔群６４に４個のメッシュ分割位置を追加した分割位置間隔を示している。
【００５９】
補正前のＸ軸方向の分割位置間隔は、Ｘ１が「４」、Ｘ２が「１」、Ｘ３が「３」、Ｘ４が「２」、Ｘ５が「３」、Ｘ６が「１」、およびＸ７が「４」であり、補正後のＸ軸方向の分割位置間隔は、Ｘ１が「２．６７」、Ｘ２が「１」、Ｘ３が「３」、Ｘ４が「２」、Ｘ５が「３」、Ｘ６が「１」、およびＸ７が「２．６７」である。部品領域外にある分割位置間隔Ｘ１，Ｘ７のみが、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される部品領域外メッシュ分割倍率「１．５」で除算された値になっている。すなわち、Ｘ１＝Ｘ７＝４／１．５≒２．６７となる。
【００６０】
Ｚ軸方向の分割位置間隔群６４については、補正前のＺ軸方向の分割位置間隔は、Ｚ１が「７」、Ｚ２が「４」、Ｚ３が「１」、Ｚ４が「１」、Ｚ５が「５」、およびＺ６が「５」であり、補正後のＺ軸方向の分割位置間隔は、Ｚ１が「５．８３」、Ｚ２が「５」、Ｚ３が「１．２５」、Ｚ４が「１．２５」、Ｚ５が「６．２５」、およびＺ６が「４．１７」である。部品領域外にある分割位置間隔Ｚ１およびＺ６が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される部品領域外メッシュ分割倍率「１．５」および重力方向メッシュ分割倍率「０．８」で除算された値になっており、部品領域内にある分割位置間隔Ｚ２〜Ｚ４が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される重力方向メッシュ分割倍率「０．８」で除算された値になっている。
【００６１】
すなわち、Ｚ１＝７／１．５／０．８≒５．８３となり、Ｚ２＝４／０．８＝５となり、Ｚ３＝１／０．８＝１．２５となり、Ｚ４＝１／０．８＝１．２５となり、Ｚ５＝５／０．８＝６．２５となり、Ｚ６＝５／１．５／０．８≒４．１７となる。
【００６２】
Ｙ軸方向については図示していないが、分割位置間隔はすべて２以下であり、部品領域外にある分割位置間隔のみが、メッシュ分割設定データベース３３に記憶される部品領域外メッシュ分割倍率「１．５」で除算される。
【００６３】
メッシュ分割処理部２４は、メッシュ位置を追加するとき、分割位置間隔の大きい順にそれぞれの分割位置間隔の中間点にメッシュ分割位置を追加する。図７に示した例では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のすべての分割位置間隔のうちで、分割位置間隔Ｚ５が「６．２５」と最大である。分割位置間隔Ｚ５の中間点にメッシュ分割位置を追加した場合、メッシュ数が全体最大メッシュ数以上であるか否かを判定する。メッシュ数が全体最大メッシュ数以上でないと、分割位置間隔Ｚ５の中間点にメッシュ分割位置を追加し、分割位置間隔Ｚ５を分割位置間隔Ｚ５１および分割位置間隔Ｚ５２の２つの分割位置間隔に分割する。
【００６４】
分割位置間隔Ｚ５１および分割位置間隔Ｚ５２の補正を行った後、次に最大の分割位置間隔について同様の処理を行う。図７に示した例では、Ｎｏ.１〜４の順に、Ｎｏ．１に続いて、分割位置間隔Ｚ１、分割位置間隔Ｚ２、そして分割位置間隔Ｚ６の順に、それぞれの中間点にメッシュ分割位置が追加され、Ｚ軸方向の分割位置間隔群６５として示されている。さらにメッシュ数が全体最大メッシュ数を超えない場合は、分割位置間隔Ｚ５１、分割位置間隔Ｚ５２、分割位置間隔Ｘ３、そして分割位置間隔Ｘ５と、それぞれの中間点にメッシュ分割位置を追加することを繰り返す。
【００６５】
このように、メッシュ分割処理部２４によって、重要部品の頂点を含むＸ軸メッシュ形成面が、既に生成されているＸ軸メッシュ形成面のうちの直近のＸ軸メッシュ形成面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含むＸ軸メッシュ形成面が生成され、重要部品の頂点を含むＹ軸メッシュ形成面が、既に生成されているＹ軸メッシュ形成面のうちの直近のＹ軸メッシュ形成面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含むＹ軸メッシュ形成面が生成され、重要部品の頂点を含むＺ軸メッシュ形成面が、既に生成されているＺ軸メッシュ形成面のうちの直近のＺ軸メッシュ形成面との距離が予め定める基準値以上のときにのみ、その重要部品の頂点を含むＺ軸メッシュ形成面が生成される。したがって、アスペクト比が極端に悪いメッシュが生成されることを防止することができる。
【００６６】
さらに、メッシュ分割処理部２４によって、前記分割したメッシュの数が予め定める基準メッシュ数以上でないとき、新たに生成されるＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面、またはＺ軸メッシュ形成面を含めたすべてのＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面によって分割されるメッシュの数が予め定める基準メッシュ数未満で、かつ予め定める基準メッシュ数に最も近い数にまるまで、隣接する平行なＸ軸メッシュ形成面の距離、隣接する平行なＹ軸メッシュ形成面の距離、隣接する平行なＺ軸メッシュ形成面の距離のうち、最大の距離である隣接する２つの平面の距離の中間点の位置を通る前記２つの平面に平行な平面が、Ｘ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面、またはＺ軸メッシュ形成面として追加されるので、解析時間の増大を防止することができる。
【００６７】
図８は、熱解析装置１が処理する熱解析処理の処理手順を示すフローチャートである。たとえば表示部１２に表示されるメインメニューから、入力部１１によって熱解析処理が選択されると、ステップＡ１に移る。
【００６８】
ステップＡ１では、形状データ処理部２１は、熱解析の対象である熱解析対象物の形状データをＣＡＤ形状データベース３１から読み込み、解析用形状データに変換する。入出力装置１０から入力される熱解析対象物の解析用形状データを入出力装置１０から受け取ることもできる。変換した解析用形状データまたは入力された解析用形状データを記憶装置３０に記憶する。
【００６９】
ステップＡ２では、材料物性値を設定する。具体的には、解析条件処理部２２は、材料物性データベース３２から部品物性情報を読み込み、あるいは入出力装置１０から入力される部品物性情報を入出力装置１０から受け取り、記憶装置３０に記憶することによって設定する。
【００７０】
ステップＡ３では、境界条件を設定する。具体的には、解析条件処理部２２は、入出力装置１０から入力される情報に基づいて、流入流出などの境界条件を生成し、生成した境界条件を表す境界条件情報を記憶装置３０に記憶することによって設定する。ステップＡ４では、解析条件を設定する。具体的には、解析条件処理部２２は、記憶装置３０に設定される部品物性情報、および入出力装置１０から入力される情報に基づいて、発熱量や初期温度および計算繰り返し回数などの解析条件を生成し、生成した解析条件を表す解析条件情報を記憶装置３０に記憶することによって設定する。
【００７１】
ステップＡ５では、重要部品認識処理部２３は、各部品について、それぞれの発熱量を体積で除算して発熱密度を算出する。ステップＡ６では、重要部品順位を設定する。具体的には、重要部品認識処理部２３は、算出した発熱密度が高い順に部品を配列し、続けて、熱伝導率が高い順に部品を配列する。さらに、算出した発熱密度が、発熱密度で表される基準発熱量以上の部品、および熱伝導率が基準熱伝導率以上の部品を重要部品として抽出する。
【００７２】
ステップＡ７では、メッシュを生成する。具体的には、メッシュ分割処理部２４は、メッシュ分割設定データベース３３に記憶されるメッシュ分割に必要なパラメータに基づいて、図９に示すメッシュ分割処理を行い、熱解析モデルを生成する。
【００７３】
ステップＡ８では、解析を実行する。具体的には、演算処理部２５は、解析条件処理部２２によって生成された境界条件および解析条件で、メッシュ分割処理部２４によって生成された熱解析モデルの各メッシュおよびメッシュを構成する各節点での流速および温度などを熱解析によって計算する。
【００７４】
ステップＡ９では、結果を出力する。具体的には、解析後処理部２６は、熱解析によって得られる熱解析結果を、出力用データに変換し、変換後のデータを入出力装置１０によって出力するとともに、解析結果データベース３４に記憶し、熱解析処理を終了する。
【００７５】
図９は、メッシュ分割処理部２４が処理するメッシュ分割処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示したフローチャートのステップＡ７が実行されると、メッシュ分割処理が呼び出され、ステップＢ１に進む。
【００７６】
ステップＢ１では、部品領域を確定し、メッシュ分割位置を登録する。具体的には、ＸＹＺ座標系で解析領域を設け、熱解析対象物を解析領域に配置し、部品解析領域を設ける。熱解析対象物のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれの最大の座標位置および最小の座標位置を、メッシュ分割位置と決定し、決定したメッシュ座標位置を表すメッシュ座標位置情報を記憶装置３０に記憶することによって登録する。
【００７７】
ステップＢ２では、次の順位の重要部品の座標を読み込む。具体的には、記憶装置３０に記憶される解析用形状データに含まれる座標を表す情報を読み込む。ステップＢ１から来たときは、最初の順位の重要部品の座標を読み込む。
【００７８】
ステップＢ３では、座標位置が最小ピッチより大きいか否かを判定する。読み込んだ座標を表す情報が示す位置と、既に決定されたメッシュ分割位置のうち直近のメッシュ分割位置との距離が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶されるＸ軸方向最小ピッチ、Ｙ軸方向最小ピッチあるいはＺ軸方向最小ピッチ以上であると、座標位置が最小ピッチより大きいと判定し、ステップＢ４に進む。読み込んだ座標を表す情報が示す位置と、既に決定されたメッシュ分割位置のうち直近のメッシュ分割位置との距離が、メッシュ分割設定データベース３３に記憶されるＸ軸方向最小ピッチ、Ｙ軸方向最小ピッチあるいはＺ軸方向最小ピッチ以上でないと、座標位置が最小ピッチより大きくないと判定し、ステップＢ２に戻る。
【００７９】
ステップＢ４では、メッシュ分割位置を登録する。具体的には、読み込んだ座標を表す情報が示す位置をメッシュ分割位置と決定し、決定したメッシュ座標位置を表すメッシュ座標位置情報を記憶装置３０に記憶することによって登録する。
【００８０】
ステップＢ５では、すべての重要部品について、メッシュ分割位置の登録が終了したか否かを判定する。すべての重要部品について、メッシュ分割位置の登録が終了すると、ステップＢ６に進み、すべての重要部品について、メッシュ分割位置の登録が終了していないと、ステップＢ２に戻り、次の重要部品について、メッシュ分割位置の登録を行う。
【００８１】
ステップＢ６では、メッシュ数を算出する。具体的には、Ｘ軸方向のメッシュ分割位置によって決まる分割位置間隔の数Ｎｘと、Ｙ軸方向のメッシュ分割位置によって決まる分割位置間隔の数Ｎｙと、Ｚ軸方向のメッシュ分割位置によって決まる分割位置間隔の数Ｎｚとを乗算して、メッシュ数を算出する。
【００８２】
ステップＢ７では、算出したメッシュ数が最大メッシュ数、つまりメッシュ分割設定データベース３３に記憶される全体最大メッシュ数より小さいか否かを判定する。メッシュ数が最大メッシュ数より小さいと、ステップＢ８に進み、メッシュ数が最大メッシュ数より小さくないと、ステップＢ１４に進む。ステップＢ８では、メッシュ分割位置を登録する。最初に処理するときは、ステップＢ４で既に登録しているので、ステップＢ８の処理はスキップする。
【００８３】
ステップＢ９では、Ｘ軸方向の分割位置間隔が最大であるか否かを判定する。Ｘ軸方向の分割位置間隔、Ｙ軸方向の分割位置間隔およびＺ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔がＸ軸方向であると、Ｘ軸方向の分割位置間隔が最大であると判定し、ステップＢ１０に進む。Ｘ軸方向の分割位置間隔、Ｙ軸方向の分割位置間隔およびＺ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔がＸ軸方向でないと、Ｘ軸方向の分割位置間隔が最大でないと判定し、ステップＢ１１に進む。
【００８４】
ステップＢ１０では、Ｘｍａｘの中間にメッシュ分割し、Ｎｘ＝Ｎｘ＋１とする。具体的には、Ｘ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔Ｘｍａｘの中間点に新たなメッシュ分割位置を生成し、Ｘ軸方向の分割位置間隔の数Ｎｘに「１」を加算して、ステップＢ６に戻る。
【００８５】
ステップＢ１１では、Ｙ軸方向の分割位置間隔が最大であるか否かを判定する。Ｙ軸方向の分割位置間隔およびＺ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔がＹ軸方向であると、Ｙ軸方向の分割位置間隔が最大であると判定し、ステップＢ１２に進む。Ｙ軸方向の分割位置間隔およびＺ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔がＹ軸方向でないと、Ｙ軸方向の分割位置間隔が最大でないと判定し、ステップＢ１３に進む。
【００８６】
ステップＢ１２では、Ｙｍａｘの中間にメッシュ分割し、Ｎｙ＝Ｎｙ＋１とする。具体的には、Ｙ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔Ｙｍａｘの中間点に新たなメッシュ分割位置を生成し、Ｙ軸方向の分割位置間隔の数Ｎｙに「１」を加算して、ステップＢ６に戻る。ステップＢ１３では、Ｚｍａｘの中間にメッシュ分割し、Ｎｚ＝Ｎｚ＋１とする。具体的には、Ｚ軸方向の分割位置間隔のうち、最大の分割位置間隔Ｚｍａｘの中間点に新たなメッシュ分割位置を生成し、Ｚ軸方向の分割位置間隔の数Ｎｚに「１」を加算して、ステップＢ６に戻る。
【００８７】
ステップＢ１４では、登録されているメッシュ分割位置を確定する。ステップＢ１５では、確定したメッシュ分割位置でメッシュに分割し、熱解析モデルを生成して、メッシュ分割処理を終了する。
【００８８】
図１０は、熱解析装置１および従来の技術によって生成される解析モデルでのチップ４３の面積を比較した図である。図１０に示したチップ４３は、Ｘ軸方向が５ｍｍ、Ｙ軸方向が５ｍｍ、およびＺ軸方向が１．６ｍｍの大きさの例である。
【００８９】
従来の技術は、分割位置間隔を所定の間隔たとえばＸ軸方向およびＹ軸方向が１ｍｍ、ならびにＺ軸方向が０．８４２ｍｍとする例である。実線で示した形状が熱解析装置１によって生成した解析モデルでのチップ４３の形状であり、点線で示した形状が従来の技術によって生成した解析モデルでのチップ４３の形状である。
【００９０】
図１０（ａ）は、ＸＹ平面におけるチップ４３の面積を比較した図である。熱解析装置１による面積が５ｍｍ×５ｍｍ＝２５ｍｍ２であり、従来の技術による面積が４ｍｍ×４ｍｍ＝１６ｍｍ２である。図１０（ｂ）は、ＸＺ平面におけるチップ４３の面積を比較した図である。熱解析装置１による面積が５ｍｍ×１．６ｍｍ＝８ｍｍ２であり、従来の技術による面積が４ｍｍ×０．８６４ｍｍ＝３．４５６ｍｍ２である。したがって、熱解析装置１によるチップ４３の体積は、５ｍｍ×５ｍｍ×１．６ｍｍ＝４０ｍｍ３であり、従来の技術によるチップ４３の体積は、４ｍｍ×４ｍｍ×０．８６４ｍｍ＝１３．４７２である。
【００９１】
このように、従来の技術では、チップ４３などの部品を配置する位置によって、メッシュ分割後の体積が１／３と元の面積と大きく異なることもあり、この体積の差が解析結果の誤差の要因の１つとなる。
【００９２】
図１１は、熱解析装置１による熱解析結果の一例を示す図である。発熱量が「１０（Ｗ）」である発熱部品のチップＡと、発熱量が「０（Ｗ）」である非発熱部品のチップＢとについての解析結果である。図１１（ａ）は、従来の技術による解析結果であり、図１１（ｂ）は、熱解析装置１による解析結果である。
【００９３】
チップＡおよびチップＢともに、図１０に示したチップ４３と同じ大きさであり、従来の技術および熱解析装置１ともに、ＣＡＤでの体積「４０（ｍｍ３）」として示されている。解析モデルでの体積は、メッシュ体積として、従来の技術では、「１３．３７２（ｍｍ３）」として示され、熱解析装置１では、「４０（ｍｍ３）」として示されている。解析結果は、従来の技術では、チップＡの温度が「８７．２（℃）」であり、チップＢの温度が「４０．５（℃）」であり、熱解析装置１では、チップＡの温度が「７９．９（℃）」であり、チップＢの温度が「４０．５（℃）」である。
【００９４】
このように、従来の技術では、メッシュ体積が小さくなり、単位体積あたりの発熱量が増えたこと、および基板および空気への放熱面積が少なくなったことによって、温度が「８７．２（℃）」と、熱解析装置１による温度「７９．９（℃）」よりも高くなり、約９％の誤差が生じている。非発熱部品については、体積誤差が大きくても、解析結果はあまり影響を与えていない。
【００９５】
図１２は、従来の技術によってメッシュ分割された熱解析対象物の例を示す図である。図１３は、熱解析装置１によってメッシュ分割された熱解析対象物の例を示す図である。図１２（ａ）および図１３（ａ）は、熱解析対象物が携帯電話機４４であり、図１２（ｂ）および図１３（ｂ）は、熱解析対象物が携帯電話機を構成するアセンブリ４５である。従来の技術では、分割位置間隔が一定の間隔であるが、熱解析装置１では、重要部品の頂点がない位置には、メッシュ分割位置がなく、重要部品の頂点が離れている部分では分割位置間隔が大きく、重要部品の頂点が近い部分では分割位置間隔が小さくなっている。
【００９６】
図１４は、従来の技術および熱解析装置１での熱解析結果による温度分布の例を示す図である。図１５は、従来の技術および熱解析装置１による熱解析結果と実測結果とを比較した例３７を示す図である。図１４（ａ）は、従来の技術での解析モデルであるモデル（１）についての熱解析結果によるアセンブリ４６の温度分布を示し、図１４（ｂ）は、熱解析装置１での解析モデルであるモデル（２）についての熱解析結果によるアセンブリ４６の温度分布を示す。全メッシュ数は、モデル（１）が４９８７５００個であり、モデル（２）が４９９００８８個である。
【００９７】
チップＣ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｊが発熱部品であり、それぞれの発熱量（Ｗ）は、チップＣが「０．２６１３」、チップＤが「０．０５３１」、チップＦが「０．１７５１」、チップＧが「０．１９３９」、およびチップＪが「０．２１２６」である。チップＥ，Ｈは、非発熱部品であり、発熱量（Ｗ）は、いずれも「０」である。
【００９８】
チップ体積（ｍｍ３）は、解析モデルでの体積であり、モデル（１）では、チップＣが「３０．３２」、チップＤが「１３．４７」、チップＥが「４７．１６」、チップＦが「１２１．２６」、チップＧが「１３１．３７」、チップＨが「７．５８」、およびチップＪが「５３．９０」であり、モデル（２）では、チップＣが「３７．２１」、チップＤが「１６．６１」、チップＥが「７８．２２」、チップＦが「１７１．６６」、チップＧが「１７７．１５」、チップＨが「８．１８」、およびチップＪが「４９．００」である。
【００９９】
実機で測定した温度上昇値（度）は、チップＣが「２０．７」、チップＤが「１９．２」、チップＥが「１６．６」、チップＦが「１８．０」、チップＧが「１８．６」、チップＨが「１７．０」、およびチップＪが「２１．２」である。
【０１００】
モデル（１）の上昇温度（度）および誤差率（％）は、それぞれチップＣが「２３．０５」および「１１．３５」、チップＤが「２０．９５」および「９．１３」、チップＥが「１８．５２」および「１１．５４」、チップＦが「１９．００」および「５．５３」、チップＧが「１９．０５」および「２．４２」、チップＨが「１８．９９」および「１１．７１」、ならびにチップＪが「１９．１２」および「−９．８１」である。
【０１０１】
モデル（２）の上昇温度（度）および誤差率（％）は、それぞれチップＣが「２１．９１」および「５．８３」、チップＤが「１８．３０」および「−４．７１」、チップＥが「１５．６７」および「−５．６３」、チップＦが「１７．５６」および「−２．４４」、チップＧが「１８．５５」および「−０．２７」、チップＨが「１８．１１」および「６．５４」、ならびにチップＪが「２０．６３」および「−２．７０」である。すなわち、いずれのチップについても、従来の技術による上昇温度の誤差率よりも熱解析装置１による上昇温度の誤差率が低減されている。誤差率は、解析モデルでの上昇温度から実機で測定された温度上昇値を減算した値を、実機で測定された温度上昇値で乗算して、百分率で表した値である。
【０１０２】
このように、重要部品の頂点でメッシュ分割位置を生成することによって、重要部品の形状を正確にメッシュに反映することができ、解析精度を向上することができる。図１５に示した例では、解析モデルを生成する時間は、約３分である。同等のメッシュ分割をマニュアルで行って解析モデルを作成するのにかかる時間は、約２時間であり、熱解析装置１は、従来の技術よりも短時間で解析モデルを作成することができる。したがって、解析経験の少ない設計者でも、面倒なメッシュの疎密制御、つまりメッシュ分割位置の追加あるいは間引きを行うことなく、適切なメッシュ数で精度の高い解析結果を短時間で得ることができる。
【０１０３】
このように、形状データ処理部２１および解析条件処理部２２によって、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報が入力され、重要部品認識処理部２３によって、熱解析対象物を構成する部品の中から、解析条件処理部２２によって入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品が抽出される。
【０１０４】
そして、メッシュ分割処理部２４によって、形状データ処理部２１によって入力される形状データに基づいて、重要部品認識処理部２３によって抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行なＸ軸メッシュ形成面と、Ｘ軸メッシュ形成面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行なＹ軸メッシュ形成面と、Ｘ軸メッシュ形成面およびＹ軸メッシュ形成面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行なＺ軸メッシュ形成面とが生成され、生成されたすべてのＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面によって分割されるメッシュによって表される熱解析モデルが生成される。
【０１０５】
すなわち、重要度の高い部品の頂点をメッシュの頂点に一致させるので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えることができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる。
【０１０６】
さらに、演算処理部２５によって、前記熱解析モデル生成装置によって生成される熱解析モデルに対して、熱解析が行われ、解析後処理部２６によって、演算処理部２５によって解析された解析結果が出力される。したがって、前記熱解析モデル生成装置で生成された解析モデルに対して熱解析を行うので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えた解析モデルに対して熱解析を行うことができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる。
【０１０７】
さらに、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＡ１〜ステップＡ４では、少なくとも１つの発熱部品を含む複数の部品から構成され、熱解析の対象である熱解析対象物の形状を表す形状データ、ならびに各部品の発熱量および熱伝導率を表す部品物性情報を入力する。ステップＡ５およびステップＡ６ステップでは、熱解析対象物を構成する部品の中から、ステップＡ２〜ステップＡ４入力ステップで入力される部品物性情報が示す部品の発熱量および熱伝導率によって表される重要度が予め定める基準重要度以上である重要部品を抽出する。
【０１０８】
そして、ステップＡ７では、ステップＡ１で入力される形状データに基づいて、ステップＡ５およびステップＡ６で抽出される重要部品について、重要度の高い重要部品から順に、各重要部品の頂点を含む複数の平行なＸ軸メッシュ形成面と、Ｘ軸メッシュ形成面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行なＹ軸メッシュ形成面と、Ｘ軸メッシュ形成面およびＹ軸メッシュ形成面に直交し、前記重要部品の頂点を含む複数の平行なＺ軸メッシュ形成面とを生成し、生成されたるすべてのＸ軸メッシュ形成面、Ｙ軸メッシュ形成面およびＺ軸メッシュ形成面によって分割されるメッシュによって表される熱解析モデルを生成する。
【０１０９】
すなわち、重要度の高い部品の頂点をメッシュの頂点に一致させるので、本発明に係る熱解析モデル生成方法を適用すれば、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えることができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる熱解析モデルを生成することができる。
【０１１０】
さらに、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＡ８では、前記熱解析モデル生成方法を用いて生成される熱解析モデルに対して熱解析を行う。そして、ステップＡ９では、ステップＡ８で解析された解析結果を出力する。したがって、前記熱解析モデル生成方法で生成された解析モデルに対して熱解析を行うので、重要度の高い部品の形状の誤差を最小限に抑えた解析モデルに対して熱解析を行うことができ、精度の高い熱解析結果を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の一形態である熱解析装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（１）は、ＣＡＤ形状データベース３１に記憶される形状データを可視化した解析モデルアセンブリ４１の一例を示す図であり、図２（２）は、ＣＡＤ形状データベース３１に記憶される形状データを表示するためのＣＡＤ形状データベース表示画面５１の一例を示す図である。
【図３】材料物性データベース３２に記憶される材料物性データの一例を示す図である。
【図４】メッシュ分割設定データベース３３に記憶されるパラメータの一例を示す図である。
【図５】解析後処理部２６によって表示される解析結果データベース表示画面５２の一例を示す図である。
【図６】重要部品認識処理部２３によって抽出される重要部品一例を示す。
【図７】メッシュ分割処理部２４によって決定されるメッシュ分割位置を示す図である。
【図８】熱解析装置１が処理する熱解析処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】メッシュ分割処理部２４が処理するメッシュ分割処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】熱解析装置１および従来の技術によって生成される解析モデルでのチップ４３の面積を比較した図である。
【図１１】熱解析装置１による熱解析結果の一例を示す図である。
【図１２】従来の技術によってメッシュ分割された熱解析対象物の例を示す図である。
【図１３】熱解析装置１によってメッシュ分割された熱解析対象物の例を示す図である。
【図１４】熱解析装置１での熱解析結果による温度分布の例を示す図である。
【図１５】熱解析装置１による熱解析結果と実測結果とを比較した例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  熱解析装置
１０  入出力装置
１１  入力部
１２  表示部
１３  出力部
２０  データ処理装置
２１  形状データ処理部
２２  解析条件処理部
２３  重要部品認識処理部
２４  メッシュ分割処理部
２５  演算処理部
２６  解析後処理部
３０  記憶装置
３１  ＣＡＤ形状データベース
３２  材料物性データベース
３２a  材料データ
３３  メッシュ分割設定データベース
３４  解析結果データベース
３５  重要部品順位設定前リスト
３６  重要部品順位設定後リスト
３７  熱解析結果と実測結果
４１  解析モデルアセンブリ
４２  発熱部品
４３  解析モデルでのチップ
４４  メッシュ分割図（携帯電話外部）
４５  メッシュ分割図（携帯電話内部）
４６  解析結果（温度分布図）
５１  ＣＡＤ形状データベース表示画面
５１a  ＣＡＤ形状データベースファイル一覧
５２  解析結果データベース表示画面
５２ａ  解析結果データベースファイル一覧
６１  解析領域
６２  部品領域
【図１】
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【図３】
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【図４】
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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１５】
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【図２】
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【図５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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