図面 (/)

技術 シミュレーション装置、シミュレーション方法及び該方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体

出願人 富士電機株式会社
発明者 浅川修二
出願日 2005年10月24日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2005-309018
公開日 2007年5月17日 (13年7ヶ月経過) 公開番号 2007-122098
状態 未査定
技術分野 CAD
主要キーワード 非定常解析 熱シミュレーション 構造シミュレーション 解析部分 連成解析 流れ解析 シミュレーション解析 最適解探索
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年5月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上を図ることができるシミュレーション装置シミュレーション方法及び該方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体を提供する。

解決手段

構造解析熱解析流れ解析電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析部10と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析部20と、単独解析部10による一方の解析を単独で行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング部30と、連立解析部20及びマッピング部30の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化部40と、解析者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部52と、を有している。

概要

背景

近年、製品の性能、品質などの向上の要求はより厳しくなってきている。一方で計算機の性能の向上、容量の増大は著しいものがあり、シミュレーションプログラムの機能の向上とあいまって、シミュレーションが製品の性能、品質、開発期間の短縮あるいはコストの削減などに使用されるようになり、急速に普及している。その一方で、シミュレーション自体の性能、品質の向上、すなわち、解析精度の向上が求められてきている。

解析しようとしている現象は、構造解析熱解析流れ解析電磁界解析などの単独なものは少なく、おおかれ少なかれ、実際は、複数の現象が相互に作用しあったものである。すなわち、連成している。しかし、現在、それぞれが単独で解析されており、他の現象は仮定の下に、解析条件として考慮されてきた。したがって、少なからず複数の現象の相互作用は、考慮されていないか、もしくは、十分に考慮されてきているとは言いがたい(特許文献1参照)。また単独の解析を行なった場合の解析の最適化についても同様なことを言うことができ、少なからず複数の現象の相互作用を考慮した上での解析の最適化を行なっているとは言いがたい。
特開2004−90909号公報

概要

解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上をることができるシミュレーション装置シミュレーション方法及び該方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体を提供する。構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析部10と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析部20と、単独解析部10による一方の解析を単独で行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング部30と、連立解析部20及びマッピング部30の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化部40と、解析者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部52と、を有している。

目的

上述したように現状ではシミュレーションにおける解析と最適化の精度の向上が求められている。しかし、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などそれぞれ単独の解析では、他の現象を解析条件として考慮するしかなく、精度の向上を図るのには限界があるという課題があった。そこで本発明は、解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上を図ることができるシミュレーション装置、シミュレーション方法及び該方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

解析に必要な指令やデータを入力する入力手段と、構造解析熱解析流れ解析電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析手段と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析手段と、前記単独解析手段による一方の解析を行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング手段と、前記連立解析手段及び前記マッピング手段の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化手段と、を有することを特徴とするシミュレーション装置

請求項2

前記最適化手段は、最適化の過程において最適解の探索および評価を行なうと共に最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更する変更手段を備えていることを特徴とする請求項1記載のシミュレーション装置。

請求項3

前記マッピング手段は、空間または時間の補間を行なう補間手段と、他の解析用入力データにデータを変換する変換手段と、複数の解析プログラム間でのデータの受け渡しを行なう受け渡し手段と、を備えていることを特徴とする請求項1記載のシミュレーション装置。

請求項4

解析に必要な指令やデータを入力するステップと、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なうステップおよび一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうステップ若しくは複数の解析を連立させて同時に解くステップと、得られた解析結果の最適化を行なうステップと、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更するステップと、を含むことを特徴とするシミュレーション方法

請求項5

コンピュータに、解析に必要な指令やデータを入力する手順、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう手順および一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なう手順若しくは複数の解析を連立させて同時に解く手順、得られた解析結果の最適化を行なう手順、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更する手順、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

0001

本発明は、シミュレーション技術に係わり、特にシミュレーションにおける解析と最適化の精度の向上がはかられたミュレーション装置、シミュレーション方法、および、シミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。

背景技術

0002

近年、製品の性能、品質などの向上の要求はより厳しくなってきている。一方で計算機の性能の向上、容量の増大は著しいものがあり、シミュレーションプログラムの機能の向上とあいまって、シミュレーションが製品の性能、品質、開発期間の短縮あるいはコストの削減などに使用されるようになり、急速に普及している。その一方で、シミュレーション自体の性能、品質の向上、すなわち、解析精度の向上が求められてきている。

0003

解析しようとしている現象は、構造解析熱解析流れ解析電磁界解析などの単独なものは少なく、おおかれ少なかれ、実際は、複数の現象が相互に作用しあったものである。すなわち、連成している。しかし、現在、それぞれが単独で解析されており、他の現象は仮定の下に、解析条件として考慮されてきた。したがって、少なからず複数の現象の相互作用は、考慮されていないか、もしくは、十分に考慮されてきているとは言いがたい(特許文献1参照)。また単独の解析を行なった場合の解析の最適化についても同様なことを言うことができ、少なからず複数の現象の相互作用を考慮した上での解析の最適化を行なっているとは言いがたい。
特開2004−90909号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上述したように現状ではシミュレーションにおける解析と最適化の精度の向上が求められている。しかし、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などそれぞれ単独の解析では、他の現象を解析条件として考慮するしかなく、精度の向上を図るのには限界があるという課題があった。そこで本発明は、解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上を図ることができるシミュレーション装置、シミュレーション方法及び該方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体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

0005

上記課題を解決するために本発明のシミュレーション装置は、解析に必要な指令やデータを入力する入力手段と、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析手段と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析手段と、前記単独解析手段による一方の解析を行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング手段と、前記連立解析手段及び前記マッピング手段の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化手段と、を有することを特徴とする。

0006

また本発明のシミュレーション方法は、解析に必要な指令やデータを入力するステップと、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なうステップおよび一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうステップ若しくは複数の解析を連立させて同時に解くステップと、得られた解析結果の最適化を行なうステップと、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更するステップと、を含むことを特徴とする。

0007

上記シミュレーション方法を実現するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体をコンピュータシステムによって読み込ませることにより、本発明のシミュレーションを実現することができる。すなわち、本シミュレーションプログラムを記録した記録媒体は、解析に必要な指令やデータを入力する手順、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう手順および一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なう手順若しくは複数の解析を連立させて同時に解く手順、得られた解析結果の最適化を行なう手順、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更する手順、を含むことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明のシミュレーション装置およびシミュレーション方法によれば、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析、複数の解析を連立させた連成解析など、解析部分において、より現象に即した、少なからず複数の現象を考慮した解析を行ない、その上で最適化を図るようにしているので、解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上を図ることができる。

0009

また本発明のシミュレーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体をコンピュータに読み取らせることにより、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析、複数の解析を連立させた連成解析などの相互作用を考慮した連成解析について最適化することができる。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図であって、シミュレーション解析の主要な解析分野である、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析の最適化および複数の解析を連立させた連成解析の最適化を図ることができるようにしたものである。

0011

図1に示すように本発明の実施形態に係るシミュレーション装置は、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析部10と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析部20と、単独解析部10による一方の解析を単独で行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング部30と、連立解析部20及びマッピング部30の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化部40と、シミュレーション解析に係る全体を制御する処理制御部51と、解析者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部52と、シミュレーション解析の結果を出力する出力部55と、所定のデータを必要に応じて格納するデータ記憶部53と、シミュレーション解析プログラムを格納するプログラム記憶部54を備えて構成される。

0012

図2図1に示した単独解析部の構成を示す機能ブロック図であり、図2に示すように単独解析部10は、構造解析手段11、熱解析手段12、流れ解析手段13、及び電磁界解析手段14を少なくとも備え、構造解析手段11は構造シミュレーション解析を単独で行ない、熱解析手段12は熱シミュレーション解析を単独で行ない、流れ解析手段13は流れシミュレーション解析を単独で行ない、電磁界解析手段14は電磁界シミュレーション解析を単独で行なう。なお上記以外のシミュレーション解析を行なう解析手段を更に備えるようにしても良い。

0013

図3図1に示した連立解析部の構成を示す機能ブロック図であり、解析しようする現象に対して例えば図2で示した単独の解析手段を連立させて解析結果を得る連立解析手段21を備える。連立解析手段21が連立させる単独の解析手段の組み合わせは種々考えられるが、一例として解析しようとする現象が構造解析面および電磁界解析面から解析する必要があると解析者が判断すれば図2に示した構造解析手段11と電磁界解析手段14とを連立させ、解析しようとする現象を構造解析面および電磁界解析面から解析して解析結果を得る。図3に示す連立解析部は、複数の現象を連立して同時に解析するものであるから、より厳密な解析結果を得やすい。ただし、解析すべき複数の現象が時間的に、又は、空間的に、大きく相違している場合は、解析結果を得るのに長い計算時間を要することを覚悟すべきである。

0014

図4図1に示したマッピング部の構成を示す機能ブロック図である。図4に示すマッピング部30は、単独解析部10におけるいずれかの解析手段により一方の解析を単独で行ない、解析結果を他の解析の解析条件または入力データに変換して他の解析を行ない、相互にこれを繰り返すことにより少なからず複数の現象に係る解析を相互の作用を考慮して行なう。そのため図4に示すマッピング部30は、単独解析の解析結果を他の解析の入力データとするために空間(メッシュ)または時間の補間を行なう補間手段31と、他の解析用入力データにデータを変換する変換手段32と、複数の解析プログラム間でのデータの受け渡しを行なう受け渡し手段33と、を備えて構成されている。

0015

補間手段31では、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などそれぞれの解析の違いによる空間の補間、すなわち、メュシュの相違による補間や、時間による変化を求める非定常解析の場合は時間スケールの補間を行なう。空間の補間の必要性は、それぞれ解析しようとしている現象が相違しているため、一般には形状データ、具体的にはメュシュデータが一致するとは限らず、それぞれに適したメュシュ分割を使用しているため、一方の解析結果データを他の解析に対して、解析条件、すなわち、入力データとして使用するために、解析結果の空間における補間を行なわなければならない。一方、時間に依存した解析を行なう場合には、時間に対して補間をする必要があり、時間スケールなどについて時間の補間を行なう。変換手段32では、補間が行なわれたデータに対して、他の解析に対する入力データとして変換する。そして受け渡し手段33では、解析結果を受け取り、変換したデータを受け渡す。データの受け渡しに際しては、ファイルデータセット)を介して行なう方法も考えられるが、ディスクへの読み書きに所定時間を割かなくてはならないという問題があるため、計算機間プロセス間通信によりデータを受け渡す方法をとる。以上の方法を採ることにより図4に示したマッピング部は少なからず複数の現象の相互の作用を考慮した解析を行なうことができる。

0016

図5図1に示した最適化部の構成を示す機能ブロック図である。図5に示すように最適化部40は、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析、複数の解析を連立させた連成解析などの解析結果を元に最適解の探索および評価を行なう最適解探索・評価手段41と、最適化の過程並びに最適化の結果を基に解析条件、形状データの変更を行なう変更手段42と、を備えて構成される。

0017

図6は本発明の実施形態に係るシミュレーション装置の動作の流れを説明するためのフローチャートである。図6において本発明の実施形態に係るシミュレーション装置は、動作開始前に解析者が図1に示す入力部52からコマンドやデータを入力してこれから解析しようとする現象に沿った少なからず複数の現象の相互の作用を考慮した単独の解析を通して解析を実行するのかまたは連立させた解析を通して解析を実行するのかを指示する。ステップ(図6ではステップを単にSと表記する)1では、入力されたコマンドやデータを解釈して単独の解析を実行するのか否かの判定を行なう。単独の解析を実行するのであればステップ2に進み、ステップ2において、少なからず複数の現象の相互の作用を考慮した単独の解析を行なう。つまり、相互作用を考慮するために、一方の解析を単独で行ない、解析結果を他の解析の解析条件、入力データに変換して他の解析を行ない、相互にこれを繰り返す。その場合、一方の解析結果データを他の解析に対して、解析条件、すなわち、入力データとして使用するために、解析結果の、空間または時間の補間を行なう。その上で、他の解析に対する入力データとして変換する。解析結果を受け取り、変換したデータを受け渡すために計算機間のプロセス間通信によりデータを受け渡す。これにより少なからず複数の現象の相互の作用を考慮した解析を行なう。ステップ3では解析結果に対して解析の最適化を行なう。

0018

一方、ステップ1における判定で単独の解析を実行しない場合には、ステップ4に進み、ステップ4において連立解析を実行し複数の解析を連立させて同時に解く。連立解析を実行する場合、例えば図2に示したどの解析手段を連立させて実行するかは予め解析者が入力部52からコマンドを入力して設定を指示することができる。そして複数の解析を連立させて同時に解いた後にステップ3に進み、ステップ3において解析の最適化を行なう。

0019

ステップ3における解析の最適化では、図5に示した最適解探索・評価手段41により最適解の探索および評価を行なうと共に変更手段42により解析条件、形状データの変更を行なう。解析の最適化は、最適解の判断基準となるまで、ステップ1に戻って最適化の過程を繰り返す。通常、最適解探索・評価手段41が最適解の探索を行なう場合、まず初期設計点においては、設計パラメータにより、感度勾配)が計算され、どちらの方向に向かったらよいかをまず決定する。次の最適化の過程では変更手段42により解析条件、形状データの変更を行ないながら、決定された方向での値と感度(勾配)が再び計算され、どちらの方向に向かったらよいかを再び決定する。これを最適解の探索の過程として繰り返し行なう。そして最適解の探索の過程において、現在の値が最適解かどうかを評価・判断する。最適解かどうかを評価・判断する基準としては、解の変化が所定の基準値以下になるかどうかにしたがって判断する。また最適解探索・評価手段41が最適解の探索を行なう場合の別法として、設計パラメータに対する評価関数近似空間近似曲線)を、例えば、高々2次の近似曲線にて作成しておき、この近似空間(近似曲線)において、上記した1回目の探索で求めた値、2回目の探索で求めた値などが所定の基準値以下になるかどうかにしたがって最適解かどうかを判断する手法もある。これにより、解析の最適化の精度を向上させることができる。

0020

以上に説明した本発明は以下のように概括することができる。
本発明のシミュレーション装置は、解析に必要な指令やデータを入力する入力手段と、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう単独解析手段と、複数の解析を連立させて同時に解く連立解析手段と、前記単独解析手段による一方の解析を行ない、解析結果を受け取り他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうマッピング手段と、前記連立解析手段及び前記マッピング手段の出力に基づき解析結果の最適化を行なう最適化手段と、を有することを特徴とする。また、前記最適化手段は、最適化の過程において最適解の探索および評価を行なうと共に最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更する変更手段を備えていることを特徴とする。また、前記マッピング手段は、空間または時間の補間を行なう補間手段と、他の解析用入力データにデータを変換する変換手段と、複数の解析プログラム間でのデータの受け渡しを行なう受け渡し手段と、を備えていることを特徴とする。

0021

本発明のシミュレーション方法は、解析に必要な指令やデータを入力するステップと、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なうステップおよび一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なうステップ若しくは複数の解析を連立させて同時に解くステップと、得られた解析結果の最適化を行なうステップと、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更するステップと、を含むことを特徴とする。

0022

本発明のシミュレーション装置およびシミュレーション方法によれば、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析、複数の解析を連立させた連成解析など、解析部分において、より現象に即した、少なからず複数の現象を考慮した解析を行ない、その上で最適化を図るようにしているので、解析自体のみならず、最適化に対しても、精度の向上を図ることができる。

0023

上記シミュレーション方法を実現するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体をコンピュータシステムによって読み込ませることにより、本発明のシミュレーションを実現することができる。すなわち、本シミュレーションプログラムを記録した記録媒体は、解析に必要な指令やデータを入力する手順、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析などの単独の解析を行なう手順および一方の解析結果を受け取り、他の解析に用いるために補間し、他の解析の入力データに変換し、他の解析に受け渡し、相互にこれを繰り返して少なからず複数の現象を考慮した解析を行なう手順若しくは複数の解析を連立させて同時に解く手順、得られた解析結果の最適化を行なう手順、最適化の過程および最適化の結果で必要となる解析条件や形状データを変更する手順、を含むことを特徴とする。ここで、記憶媒体とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置半導体メモリ磁気ディスク光ディスク光磁気ディスク磁気テープなどのプログラムが記憶することができるような媒体を意味する。具体的には、フレキシブルディスクCD−ROMMOディスクカセットテープなどが「記憶媒体」に含まれる。

0024

また本発明のシミュレーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体をコンピュータに読み取らせることにより、構造解析、熱解析、流れ解析、電磁界解析、複数の解析を連立させた連成解析などの相互作用を考慮した連成解析について最適化することができる。

図面の簡単な説明

0025

本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
図1に示した単独解析部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示した連立解析部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示したマッピング部の構成を示す機能ブロック図である。
図1に示した最適化部の構成を示す機能ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

0026

10単独解析部
11構造解析手段
12熱解析手段
13流れ解析手段
14電磁界解析手段
20連立解析部
21 連立解析手段
30マッピング部
31 補間手段
32 変換手段
33 受け渡し手段
40 最適化部
41最適解探索・評価手段
42 変更手段
51処理制御部
52 入力部
53データ記憶部
54プログラム記憶部
55 出力部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ