(57)【要約】【課題】この発明は、設計支援装置に関し、モーフィングによる形状変更前後での計算評価結果の相対評価を十分に可能にしたまま、モーフィング実行後の構造体モデルに対して良好なメッシュ品質（各セルの品質）を確保することを目的とする。【解決手段】最適化探索により得られたメッシュモデル３０の設計変数の変形量に従って、メッシュモデル３０の所定の制御領域における各セル３２の節点をモーフィングによって移動させる。モーフィングの実行によってメッシュが粗くなった制御領域の各セル３２に対して、セル３２の分割を実行する。また、モーフィングによる各セル３２の変形量に応じて、分割数ｍを変更する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値計算により目標性能値を満足する構造体の最適形状を求める設計支援装置であって、
解析対象となる構造体モデルを構成する複数のセルのそれぞれについて、所定の規則に従って計算結果を取得するセル情報取得手段と、
前記複数のセル中の一部のセルの変形量を設定するセル変形量設定手段と、
前記セル変形量設定手段により設定された前記変形量に基づいて、前記一部のセルの節点移動を行うモーフィング実行手段と、
前記モーフィング実行手段による前記節点移動によって拡大した前記一部のセルを分割するセル分割実行手段と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
前記セル分割実行手段は、前記変形量に応じて、前記一部のセルの分割態様を変更するセル分割態様変更手段を含むことを特徴とする請求項１記載の設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気ポートなどの設計をコンピュータによって支援するための設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ＣＧアニメーションの分野における技術として、複数の形状を１つの形状に変更するモーフィング編集装置が開示されている。この従来の装置は、変形対象となるメッシュ形状を更に細かな多角形メッシュに分割するメッシュ分割手段を備えている。
【０００３】
このメッシュ分割手段は、メッシュ形状の格子点と元形状内の基点とを線分で結び、この線分が元形状に交わる交点の座標値を求め、これら座標値が隣接するものとの距離を求めてこの距離が閾値以上のときに分割するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−７３５５９号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、数値流体力学(CFD: Computational Fluid Dynamics)の分野においても、ＣＡＤで作成した形状のメッシュモデルをＣＡＤに戻らずに短時間で修正する手法として、メッシュモデル中の任意のセルの節点移動を行うことでメッシュモデルの形状変更を行うモーフィングが行われている。このようなモーフィングによれば、メッシュモデル全体の粗密分布をベースのメッシュモデルから大きく変えることなく保持したままで、メッシュモデルの形状変更が可能となる。
【０００６】
このため、変更された形状毎に計算結果と実機評価結果とのずれ量が大きく変わらずに済むので、形状変更前後の計算結果の相対評価が可能となる。また、モーフィングによるメッシュモデルの形状の自動修正と計算結果の相対評価に加え、モーフィングによるメッシュモデルの変形量の最適化を図る最適化探索を組み合わせるようにすれば、目的に応じた最適な形状を自動的に算出することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、モーフィングによってメッシュモデルの形状変更を行うと、メッシュモデルのメッシュ品質（各セルの品質）が変化してしまう。より具体的には、モーフィングを行うと、形状変更の対象となったセル（セル群）のサイズが拡大または縮小されることになるので、変形パターンにもよるが、形状拡大時にはメッシュが粗くなってしまい、一方、形状縮小時にはメッシュ（セル）が潰れ易くなってしまう。
【０００８】
上記のように粗くなったメッシュや潰れたメッシュのメッシュ品質を良好に確保するための手法として、リメッシュ（メッシュの切り直し）するという手法が知られている。しかしながら、このようなリメッシュによれば、自動で規定されたメッシュ数となるように、モーフィング後の形状に対してメッシュが再度一から切り直されてしまう。このため、実機評価結果と計算評価結果との誤差量が大きく変わってしまい、モーフィングによる形状変更前後での計算結果の相対評価が困難になってしまうことが懸念される。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、モーフィングによる形状変更前後での計算評価結果の相対評価を十分に可能にしたまま、モーフィング実行後の構造体モデルに対して良好なメッシュ品質（各セルの品質）を確保し得る設計支援装置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】
【００１０】
第１の発明は、設計支援装置であって、
数値計算により目標性能値を満足する構造体の最適形状を求める設計支援装置であって、
解析対象となる構造体モデルを構成する複数のセルのそれぞれについて、所定の規則に従って計算結果を取得するセル情報取得手段と、
前記複数のセル中の一部のセルの変形量を設定するセル変形量設定手段と、
前記セル変形量設定手段により設定された前記変形量に基づいて、前記一部のセルの節点移動を行うモーフィング実行手段と、
前記モーフィング実行手段による前記節点移動によって拡大した前記一部のセルを分割するセル分割実行手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記セル分割実行手段は、前記変形量に応じて、前記一部のセルの分割態様を変更するセル分割態様変更手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、モーフィング実行手段による節点移動によって拡大したことでメッシュが粗くなり、メッシュ品質が悪化した一部のセルを分割するようにしたことで、モデルの計算精度の悪化を防ぐことができる。そして、本発明によれば、そのようなメッシュの粗くなった一部のセルのみを分割の対象としているので、従来のリメッシュによってメッシュ品質の確保を図る場合と比べ、モデル全体としての粗密分布をベースモデルから大きく変えずにメッシュ品質を良好に確保できるようになる。つまり、本発明によれば、モーフィングによる形状変更前後での計算評価結果の相対評価を十分に可能にしたまま、モーフィング実行後のモデルに対して良好なメッシュ品質（各セルの品質）を確保できるようになる。
【００１３】
第２の発明によれば、モーフィングによる変形量に応じて、各セルのメッシュサイズを良好なメッシュ品質が得られる適切なサイズに補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１における設計支援システムのハードウェア構成を説明するための図である。本実施形態の設計支援システムは、設計対象（解析対象）となる構造体（ここでは吸気ポート）の設計を支援するためのシステムであり、図１に示すような汎用のコンピュータ１０をハードウェアとして実現可能なものである。
【００１５】
図１に示すコンピュータ１０は、所定の設計条件（設計変数など）の入力を受け付ける入力装置１２、入力された設計条件に基づいて所定のプログラムを実行するＣＰＵ１４、ＣＰＵ１４による演算結果を出力する出力装置１６、および、ＣＰＵ１４が実行する各種プログラムや演算処理に必要な各種データが格納された記憶装置１８等の基本的構成要素を具備するものであればよい。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１における設計支援システムのソフトウェア構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、図２に示すように、ベースメッシュモデル作成部２０、条件設定部２２、計算ソルバー２４、最適化探索部２６、および、モーフィング処理部２８を備えている。ここでは、内燃機関の吸気ポートの形状を最適化するためのシステムとして、本設計支援システムを適用した例に説明を行うものとする。具体的には、吸気ポートを最適にするための指標としては、内燃機関の筒内のタンブル（縦渦流）比ＴＲや吸気ポートの流量係数ＣＦが用いられる。本システムの狙いは、トレードオフの関係にあるタンブル比ＴＲと流量係数ＣＦをともに満足させる最適なポート形状を探索して得ることである。
【００１７】
記憶装置１８には、本設計支援システムのユーザによって予め作成された吸気ポートの３次元形状データ（ＣＡＤ(Computer Aided Design)データ）が格納されている。また、記憶装置１８には、メッシュモデルの各セルに関する情報やその他各種の作業用データが記憶される。ベースメッシュモデル作成部２０は、そのＣＡＤデータを記憶装置１８から読み出したうえで、そのＣＡＤデータを複数のセル（有限要素）に分割して、ベースのメッシュモデルを作成する機能を有している。ベースのメッシュモデルは、基本的にはベースメッシュモデル作成部２０によって自動的に作成されるものであるが、ユーザの手によって作成されるものであってもよい。
【００１８】
条件設定部２２には、入力装置１２によってユーザから入力された境界条件や計算条件（設計変数）が設定される。ここでいう境界条件とは、メッシュモデルの境界条件（吸気ポート壁面の位置や温度の情報など）のことであり、計算条件とは、メッシュモデルの流れ計算に必要な各種の計算条件（吸気ポートの各部の径やポート高さ、およびメッシュモデル入口の流速など）のことである。
【００１９】
計算ソルバー２４では、条件設定部２２から得られた環境条件および計算条件の下で、メッシュモデルに対して流れ計算が実行される。図３は、吸気ポートのメッシュモデル３０を簡略化して表した図である。図３に示すように、メッシュモデル３０の個々のセル３２の体積中心位置には、その位置での流速の情報がそれぞれのセル３２と関連付けて与えられている。計算ソルバー２４は、メッシュモデル３０の各セル３２に対して、流速の計算を行う。
【００２０】
そして、計算ソルバー２４は、各セル３２に対する流速の計算結果に基づき、所定の関係式に従って、内燃機関の筒内のタンブル比ＴＲや吸気ポートの流量係数ＣＦを算出する。尚、ここでは、各セル３２の中心位置に流速の情報を付与するようにしているが、これに限らず、各セル３２の各節点に対して流速の情報を付与するようにしてもよい。また、各セル３２に付与される情報は、吸気ポート内のガス流速でなくても、吸気ポート内の圧力や吸気ポート内を流れるガスの運動エネルギなどであってもよい。
【００２１】
本実施形態のシステムでは、計算ソルバー２４により算出されるタンブル比ＴＲと流量係数ＣＦがともに目標値を満たすようになるまで、モーフィング処理部２８によってメッシュの形状変更を施しつつ、上記の演算を繰り返すようにしている。そのような目的のために、計算ソルバー２４による流速の計算結果は、最適化探索部２６に送られるようになっている。
【００２２】
また、最適化探索部２６では、流速の計算結果に基づいて、ベースのメッシュモデル３０の設計変数（吸気ポートの各部の径やポート高さなど）の変形量（すなわち、モーフィング処理部２８によるメッシュモデル３０の変形量）が最適解となるように選定される。
【００２３】
モーフィング処理部２８では、最適化探索部２６によって選定された設計変数の変形量に従って、メッシュモデル３０の形状を変更する処理、すなわち、モーフィングが行われる。より具体的には、吸気ポートの各部の径やポート高さが最適化探索部２６によって選定された値となるようにメッシュモデル３０の形状が変更される。
【００２４】
計算ソルバー２４は、目標タンブル比ＴＲmおよび目標流量係数ＣＦmをともに満たす最適な吸気ポート形状が得られたと判断できる計算結果が得られるまで、最適化探索部２６によって適切な設計変数をモーフィング処理部２８に与えつつ、モーフィング処理部２８によって形状変更された後のメッシュモデル３０に対して演算を再度繰り返すようになっている。
【００２５】
図４は、モーフィングの実行に伴うメッシュモデル３０の形状変更の一例を示す図である。
より具体的には、図４（Ａ）は、ベースのメッシュモデル３０の一部を表した斜視図である。これに対し、図４（Ｂ）に示す形状は、図４（Ｂ）中の矢印の方向に、メッシュモデル３０内のモーフィングの対象となるセル３２群が縮小されるように、モーフィングが実行された場合のものである。また、図４（Ｃ）に示す形状は、図４（Ｃ）中の矢印の方向に、メッシュモデル３０内のモーフィングの対象となるセル３２群が拡大されるように、モーフィングが実行された場合のものである。
【００２６】
モーフィングを行うことによってメッシュモデル３０の形状を変更させる上記手法によれば、メッシュモデル３０を逐一ＣＡＤ上で作成し直す必要なしに、短時間でメッシュモデル３０を取得することができる。また、モーフィングによれば、メッシュモデル３０全体の粗密分布を形状変更前のベースのメッシュモデル３０から大きく変えずに保持したままで、メッシュモデル３０の形状を変更させることが可能となる。
【００２７】
これにより、実機評価に対するモデル計算の結果のずれ量が形状変更を行う毎に大きく変わらなくなるので、モデルの計算結果の相対評価が可能となる。更に、上記手法によれば、モーフィングによるメッシュモデル３０の自動修正とモデル計算の結果の評価に加え、上述した最適化探索を組み合わせることで、目的に応じた最適な形状を自動で算出することが可能となる。
【００２８】
［モーフィングの実行に伴う問題点］
しかしながら、モーフィングによってメッシュモデル３０の形状変更を行うと、メッシュモデル３０のメッシュ品質（各セル３２の品質）が変化してしまう。より具体的には、モーフィングを行うと、形状変更の対象となったセル３２群のサイズが上述したように拡大または縮小されることになるので、変形パターンにもよるが、形状拡大時にはメッシュが粗くなってしまい、一方、形状縮小時にはメッシュ（セル３２）が潰れ易くなってしまう。メッシュが粗くなると、メッシュ品質の低下により計算精度が悪化していまい、また、セル３２が潰れてしまうと、そのセル３２に対しては計算を実行できなくなってしまう。
【００２９】
上記のように粗くなったメッシュや潰れたメッシュのメッシュ品質を良好に確保するための手法として、リメッシュ（メッシュの切り直し）するという手法が知られている。しかしながら、このようなリメッシュによれば、自動で規定されたメッシュ数となるように、モーフィング後の形状に対してメッシュが再度一から切り直されてしまう。このため、実機評価結果と計算評価結果との誤差量が大きく変わってしまい、モーフィングによる形状変更前後での計算結果の相対評価が困難になってしまうことが懸念される。
【００３０】
［実施の形態１の特徴部分］
本実施形態では、モーフィングによる形状変更前後での計算評価結果の相対評価を十分に可能にしたまま、モーフィング実行後のメッシュモデル３０に対して良好なメッシュ品質（各セルの品質）を確保できるようにすべく、次のような処理を行うようにした。
【００３１】
すなわち、先ず、モーフィングにより変形したセル３２のみに対して、セル３２の分割を行うか否かを判定するようにした。そして、粗いと判定されたセル３２のみを所定の分割数ｍで分割するようにした。より具体的には、モーフィングによるセル３２の変形量（セル３２の節点の移動量）に応じて、当該セル３２の分割数ｍを変更するようにした。
【００３２】
図５は、本発明の実施の形態１における特徴的なセル３２の分割手法を説明するための概念図である。
より具体的には、図５（Ａ）は、説明を判り易くする観点から簡素に表現されたセル３２群からなるモーフィング実行前のベースのメッシュモデル３０を示している。図５（Ａ）に示すように、メッシュモデル３０を構成するセル３２群には、モーフィングによる形状変更の対象となる制御節点を有する制御領域と、モーフィングによる形状変更の対象とならない制御領域とが存在する。
【００３３】
図５（Ｂ）は、モーフィングが実行された後のメッシュモデル３０を示している。図５（Ｂ）に示すように、モーフィングの実行によって、固定領域のセル３２群の形状はそのままで、制御領域のセル３２群の形状が変更されることになる。また、この図５（Ｂ）に示す例では、当該制御領域のセル３２群は、モーフィングの実行によって拡大されて、メッシュが粗くなっている。
【００３４】
本実施形態では、図５（Ｃ）に示すように、モーフィングの実行によってメッシュが粗くなった制御領域の各セル３２に対して、セル３２の分割が実行されるようになる。図５（Ｃ）中に黒丸を付して示された節点は、そのようなセル３２の分割によって新たに追加された節点に対応している。
【００３５】
本実施形態では、そのようなセル３２の分割が行われることで、図５（Ｃ）に示すように、制御領域内のセル３２のサイズが、図５（Ａ）に示すモーフィング実行前の制御領域内のセル３２のサイズに戻されるようになる。このようなセル３２の分割処理によれば、モーフィングによってメッシュが粗くなったことに伴うメッシュ品質の低下による計算精度の悪化を防ぐことができるようになる。
【００３６】
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＣＰＵ１４が実行する設計支援プログラム（ルーチン）を示すフローチャートである。
図６に示す設計支援プログラムでは、先ず、目標タンブル比ＴＲｍおよび目標流量係数ＣＦｍが目標値として選定される（入力装置１２によってユーザが希望する目標性能値を受け付ける）とともに、ベースメッシュモデル作成部２０によって対象となるベースのメッシュモデル３０が作成される（ステップ１０１）。尚、この場合には、目的とする計算（本実施形態では、吸気ポートの流れ計算）に必要なメッシュ精度を確保すべく、モデルの形状部位に応じて、メッシュの粗密分布が決定される。
【００３７】
次に、条件設定部２２によって所定の境界条件および計算条件が設定されたうえで、ベースのメッシュモデル３０での各セル３２の流速が計算ソルバー２４によって計算され、その結果として、タンブル比ＴＲおよび流量係数ＣＦが算出される（ステップ１０２）。より具体的には、これらの流速、タンブル比ＴＲ、および流量係数ＣＦは、所定の計算ステップ（所定時間）毎に繰り返し算出されるものである。
【００３８】
更に、本ステップ１０２では、ベースのメッシュモデル３０における各セル３２のサイズ（メッシュサイズ）Ｓｉが算出される。当該メッシュサイズＳｉは、例えば、各セル３２の節点位置の情報に基づいて算出することができる。
【００３９】
次に、最適化探索部２６によって、実験計画法（ＤＯＥ）または最適化アルゴリズムを用いて、モーフィングによる形状変形量（ベースのメッシュモデル３０での吸気ポートの径やポート高さなどの設計変数の変形量）Ｘｉが算出される（ステップ１０３）。
【００４０】
次に、上記のように算出された形状変形量Ｘｉに基づいて、モーフィング処理部２８によって、モーフィングによるメッシュモデル３０の形状変更が実行される（ステップ１０４）。
【００４１】
次に、モーフィングメッシュ判定、つまり、モーフィングの対象となったセル３２を抽出するための処理が実行される（ステップ１０５）。具体的には、本ステップ１０５では、モーフィング実行前後における各セル３２の各節点の位置情報に基づき、モーフィングによって変形されたセル３２（セル群）が抽出される。
【００４２】
上記ステップ１０５において、モーフィングの対象にならなかったセル（非モーフィングメッシュ）と判定されたセル３２については、モーフィング実行前のメッシュ品質を維持しているので、そのままのメッシュサイズに保持される（ステップ１０６）。
【００４３】
一方、上記ステップ１０５において、モーフィングの対象になったセル（モーフィングメッシュ）と判定されたセル３２については、次いで、モーフィングによる変形後の各セル３２のメッシュサイズＳｍｉがそれぞれ算出される（ステップ１０７）。
【００４４】
次に、上記モーフィングメッシュに対して、変形割合Ｚｉが算出される（ステップ１０８）。具体的には、当該変形割合Ｚｉは、モーフィング実行後のメッシュサイズＳｍｉとモーフィング実行前のメッシュサイズＳｉとの比（Ｓｍｉ／Ｓｉ）として算出される。
【００４５】
次に、上記のように算出された変形割合Ｚｉに基づいて、実際に各セル３２を分割する際の分割数ｍが決定される（ステップ１０９）。具体的には、例えば、次のようにして分割数ｍを決定することができる。
Ｚｉ＜１．０  →  分割せず
１．０＜Ｚｉ≦２．０  →  分割数ｍを２とする（つまり、２分割とする）
２．０＜Ｚｉ≦３．０  →  分割数ｍを３とする（つまり、３分割とする）
３．０＜Ｚｉ≦４．０  →  分割数ｍを４とする（つまり、４分割とする）
（Ｚｉ＞４．０の場合も同様の手順で分割数ｍを決定する）
【００４６】
上記の分割数ｍの一例によれば、変形割合Ｚｉが１．０より小さいセル３２、つまり、モーフィングによって縮小されてメッシュが密となったセル３２については、分割が行われないようになる。
【００４７】
また、上記の分割数ｍの一例によれば、変形割合Ｚｉが１．０よりも大きいセル３２、つまり、モーフィングによって拡大されてメッシュが粗くなったセル３２のみが分割されるようになる。また、この場合には、メッシュが粗くなったセル３２については、モーフィングによる各セル３２の変形量に応じて、分割数ｍが変更される。より具体的には、当該変形量（変形割合Ｚｉ）が大きくなるほど、分割数ｍが大きくなるように変更される。
【００４８】
次に、上記のように分割数ｍが決定された各セル３２が、それぞれの指定の分割数ｍに従って分割される（ステップ１１０）。
【００４９】
次に、上記セル分割が実行された後のメッシュモデル３０のメッシュ品質がチェックされる（ステップ１１１）。具体的には、本ステップ１１１では、各セル３２のアスペクト比（縦横比）が所定値αよりも大きいか否かを判別することで、現在のメッシュモデル３０内の各セル３２に歪みが生じていないか否かが判断される。また、現在のメッシュモデル３０のメッシュ数が所定値γよりも小さいか否かを判別することで、適切なメッシュ数から外れていないか否かが判断される。
【００５０】
その結果、上記ステップ１１１において、現在のメッシュモデル３０のメッシュ品質に問題があると判断された場合には、各セル３２の変形割合Ｚｉに任意の係数ｋを乗ずることで、補正後の各セル３２の変形割合Ｚｉ’が算出される（ステップ１１２）。具体的には、本ステップ１１２では、例えば、十分なアスペクト比が確保できていないセル３２に対しては、大きめの上記係数ｋを用いて、当該セル３２がより細かく分割されるように変形割合Ｚｉが修正される。また、メッシュ数が十分確保できていない場合には、上記係数ｋを大きくして分割数ｍが大きくされ、一方、メッシュ数が多過ぎる場合には、上記係数ｋを小さくして分割数ｍに制限が設けられる。
【００５１】
上記ステップ１１２において、補正後の各セル３２の変形割合Ｚｉ’が算出された後は、当該変形割合Ｚｉ’に基づいて、対象となるセル３２の分割が再び実行される（ステップ１０９、１１０）。これらのステップ１１１および１１２の処理は、十分なメッシュ品質が確保されるまで繰返し実行される。
【００５２】
一方、上記ステップ１１１において、現在のメッシュモデル３０のメッシュ品質に問題がないと判断された場合には、現在のメッシュモデル３０に対して、解析計算が実行される（ステップ１１３）。具体的には、本ステップ１１３では、境界条件および計算条件が設定されたうえで、モーフィングおよびセル分割実行後の形状に対して、各セル３２についての流速の計算が実行される。
【００５３】
次に、当該モーフィングおよびセル分割実行後の形状においてタンブル比ＴＲが安定した状態でのタンブル比ＴＲsおよび流量係数ＣＦsが取得される（ステップ１１４）。
【００５４】
次に、上記ステップ１１４において取得されたタンブル比ＴＲsおよび流量係数ＣＦsが、それぞれ上記ステップ１０１における目標タンブル比ＴＲmおよび目標流量係数ＣＦm以上であるか否かが判別される（ステップ１１５）。
【００５５】
その結果、タンブル比ＴＲsおよび流量係数ＣＦsがともに目標値に達していない場合には、上記ステップ１０３以降の処理が繰り返し実行され、一方、タンブル比ＴＲsおよび流量係数ＣＦsがともに目標値に達した場合には、図６に示す設計支援プログラムの処理が終了される。
【００５６】
以上説明した図６に示す設計支援プログラムによれば、モーフィングの実行によってメッシュが粗くなったことでメッシュ品質が悪化したセル３２を分割するようにしたことで、モデルの計算精度の悪化を防ぐことができる。そして、上記設計支援プログラムの手法によれば、モーフィングの実行によってメッシュの粗くなったセル３２のみを分割の対象としているので、従来のリメッシュによってメッシュ品質の確保を図る場合と比べ、メッシュモデル３０の全体としての粗密分布をベースモデルから大きく変えずにメッシュ品質を良好に確保できるようになる。つまり、上記プログラムの手法によれば、モーフィングによる形状変更前後での計算評価結果の相対評価を十分に可能にしたまま、モーフィング実行後のメッシュモデル３０に対して良好なメッシュ品質（各セルの品質）を確保できるようになる。
【００５７】
また、上記プログラムの手法によれば、モーフィングの実行によってメッシュの粗くなったセル３２のみを分割の対象としているので、分割後においてメッシュ数が大きく増えることがない。このため、当該分割が行われたことで解析計算の実行時間が長くなることもない。
【００５８】
また、上記プログラムの手法によれば、メッシュが粗くなったセル３２に対して、モーフィングによる変形量（変形割合Ｚｉ）が大きくなるほど、分割数ｍが大きくなるように変更される。このため、モーフィングによる変形量に応じて、各セル３２のメッシュサイズＳｍｉを良好なメッシュ品質が得られる適切なサイズに補正することができる。
【００５９】
ところで、上述した実施の形態１においては、モーフィング実行後のメッシュサイズＳｍｉとモーフィング実行前のメッシュサイズＳｉとの比（Ｓｍｉ／Ｓｉ）として算出された変形割合Ｚｉに基づいて、モーフィングの対象になったセル３２（モーフィングメッシュ）と判定されたセル３２の分割の態様を決定するようにしている。このような手法に対して、更に効果的に計算精度を保持した解析を行うために、例えば、以下のような手法を併用してもよい。
【００６０】
吸気ポートなどの流れ計算において、計算精度を確保するうえで重要な部位は、高アスペクト比のレイヤー層が設定される吸気ポートの壁面近傍の部位である。これに対し、吸気ポートの径方向の中心部位は、壁面近傍の部位に比して計算精度への影響の小さな部位である。また、実際のモーフィングの実行時には、上記のように計算精度への影響の大きなレイヤー層に関してはできるだけ節点移動が生じないような配慮がなされるので、モーフィングの実行によってメッシュが最も粗くなり易い部位は、計算精度への影響の小さな上記中心部位となる。
【００６１】
このため、上述した実施の形態１の手法では、計算精度への影響の小さな上記中心部位のセル３２が無駄に細かく分割されてしまうことになり、計算時間を無駄に長くする要因となってしまう。そこで、このような無駄な分割を回避すべく、次のような手法を併用するようにしてもよい。
【００６２】
すなわち、上記モーフィングメッシュと判定されたセル３２に対して、あるステップ数だけ短時間の計算を実行するようにする。そして、隣接するセル３２との間で流速（吸気ポート内の圧力などのセル情報でもよい）の変化率の大きなセル３２を壁面近傍の部位のセル３２であると判定し、上記セル分割の対象とする。一方、隣接するセル３２との間で流速の変化率の小さなセル３２を吸気ポートの中心部位のセル３２であると判定し、上記セル分割の対象から外すようにする。このような手法によれば、無駄な分割を回避して、より効果的に計算精度を保持した解析計算を行えるようになる。
【００６３】
尚、上述した実施の形態１においては、メッシュモデル３０が前記第１の発明における「構造体モデル」に、モーフィングの対象になったセル（モーフィングメッシュ）と判定されたセル３２が前記第１の発明における「一部のセル」に、それぞれ相当している。また、ＣＰＵ１４が、上記ステップ１０２、または１１３および１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「セル情報取得手段」が、上記ステップ１０３の処理を実行することにより前記第１の発明における「セル変形量設定手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「モーフィング実行手段」が、上記ステップ１０５、および１０７〜１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「セル分割実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＣＰＵ１４が上記ステップ１０７〜１０の処理を実行することにより前記第２の発明における「セル分割態様変更手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１における設計支援システムのハードウェア構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１における設計支援システムのソフトウェア構成を説明するための図である。
【図３】吸気ポートのメッシュモデルを簡略化して表した図である。
【図４】モーフィングの実行に伴うメッシュモデルの形状変更の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における特徴的なセルの分割手法を説明するための概念図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行される設計支援プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  コンピュータ
１２  入力装置
１４  ＣＰＵ
１６  出力装置
１８  記憶装置
２０  ベースメッシュモデル作成部
２２  条件設定部
２４  計算ソルバー
２６  最適化探索部
２８  モーフィング処理部
３０  メッシュモデル
３２  セル
ＣＦ、ＣＦｍ、ＣＦｓ  流量係数
ｍ  分割数
Ｓｉ、Ｓｍｉ  メッシュサイズ
ＴＲ、ＴＲｍ、ＴＲｓ  タンブル比
Ｘｉ  形状変形量
Ｚｉ、Ｚｉ’  変形割合
【図１】
2009252090.tif 000003
【図２】
2009252090.tif 000004
【図３】
2009252090.tif 000005
【図４】
2009252090.tif 000006
【図５】
2009252090.tif 000007
【図６】
2009252090.tif 000008