JPH01204144A - 数値シミュレーションモデルの作成方法、および、これを用いた数値シミュレーションプログラムの自動生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プログラム生成方法に関し、特に電位分布等
の物理現象を計算機で模擬的に再現する数値シミュレー
ションにおいて、そのシミュレーションモデルの計算プ
ログラムを作成するためのプログラム生成用プログラム
の入力に好適なプログラム生成方法に関する。

〔従来の技術〕

大型計算機により連続系の物理現象を数値的に解析する
数値シミュレーションにおいては、電位分布、電磁場、
応力および歪場等を支配する偏微分方程式を解析領域内
にとられた多数の座標格子点で離散化し、連立１次方程
式または固有値問題の計算式に帰着させて、計算機で計
算する方法が用いられている。計算式の数値解の精度や
、安定性や、収束性を向上するためには、座標格子点の
離散化に際して、格子点をなめらかに配置する、大きく
変化する領域に格子点を集中させる、境界形状を正確に
配置する。隣接格子点間の計算順序や相対位置等を適正
化する、等の配慮が必要となる。

第２図は、シミュレーションモデルの一例を示す図であ
り、第３図は第２図のモデルに対するシミュレーション
の形状情報例を示す図、第４図は第２図のモデルに対す
るシミュレーションの数式情報例を示す図である。

従来のプログラム生成方法においては、例えば特開昭６
０−１４０４３３号公報に記載されているように、その
現象が起こる領域の形状情報と、その上での現象の計算
手順等を表わすシミュレーションモデルの数式情報を、
プログラム生成用プログラムに入力して、計算プログラ
ムを作成している。

例えば、第２図に示すように、直線で形成された上部電
極２２と曲線で形成された下部電極２３の間が、誘電率
Ｅの異なる材質で構成される機器において、上部電極（
図中のＬ２．Ｌ６．ＬＩＯで形成される）２２に一５０
ＫＶを、また下部電極（図中、Ｌｌ、Ｌ５．Ｌ８で形成
される）２３にｏｖを、それぞれ印加した場合、内部の
電位分布Φは、第２図の領域２１内でラプラス方程式を
解くことにより求められる。すなわち、第２図の（１）
に示すように、Ｌ２＋Ｌ６＋Ｌ１０での電極の電位Φを
−５０，０ＯＯＶ、Ｌ１＋Ｌ５＋Ｌ８で（７）電極の電
位ΦをＯｖにし、Ｌ３＋Ｌ９での電位（Φ）を、法線方
向に漏れがないようにして、領域Ｓ１＋８３の誘電率ε
を１．領域Ｓ２の誘電率を２５００としたときの領域Ｓ
　１＋Ｓ　２÷Ｓ３で、ラプラス方程式ｄｉｖ（ε−ｇ
ｒａｄ　（Φ））＝Ｏを解く事により求められる。

しかし、従来の方法では、領域の形状情報として、第３
図に示すように、電極線上あるいは誘電率の境界上の特
徴点ＰＬ（ｘｉ、ｙｌ）、Ｐ２（ｘ２゜ｙ２）３１を定
義し、次にそれらの点を引用して曲線分群（Ｌｌ、Ｌ２
．Ｌ３・・・・）３２を定義し、それらの曲線分を引用
して、対象領域を被覆する閉面群（ＳＬ、Ｓ２．Ｓ３・
・・）３３を定義する。すなわち、Ｌｌは曲線状の電極
２３を形成するＰ１〜Ｐ４を含む大きな弧（ＳＰＬＩＮ
Ｅ）であり、Ｌ２は直線状の電極２２を形成するＰ６゜
Ｐ７を含む直線（ＬＩＮＥ）であり、Ｌ３はＰＬ。

Ｐ７を含む直線（ＬＩＮＥ）であり、Ｌ４は弓形（ＡＲ
Ｃ）を形成するＰ４．Ｐ５．Ｐ６を含む曲線（ＡＲＣ）
であることを定義している。また、ＳｌはＬ１〜Ｌ４を
含む四辺形（ＱＵＡＤ）であり、Ｓ２はＬ４〜Ｌ７を含
む四辺形であり、Ｓ３はＬ７〜ＬＩＯを含む四辺形であ
ることを定義している。

さらに、数値シミュレーションにおいて、連続領域を有
限個の小領域（メツシュ）と節点で代表させて解くため
に、それらの領域の分割情報３４を指定している。すな
わち、Ｌｌは等比分割（Ｒ）で分割数１０．および公比
０．９で分割され、Ｌ２は同じく等比分割で、分割数１
０．公比０．９で分割され、Ｌ３は均一分割で分割数６
で分割され、Ｌ４は均一分割で分割数１０で分割される
ことを定義している。

そして、従来の方法では、上記形状情報とともに、この
領域上で定義されているシミュレーションモデルの数式
情報も指定している。すなわち、第４図に示すように、
領域上で定義されている変数４１、および物性値等の物
理定数４２、境界条件４３、非定常問題に必要となる初
期条件４４、ならびに偏微分方程式を解く手順を、４６
から４８までで記述している。ここで、ＶＡＲは変数で
あッテ、Ｐ　ＨＩ　（（り）を定義し、Ｃ０Ｎ５Ｔは定
数であって、Ｓ１＋Ｓ３でのε（ＥＰＳ）＝１．および
Ｓ２でのε（Ｅ　Ｐ　５）＝２５００を定義している。

また、ＢＣＯＮＤは境界条件であって、Ｌ２＋Ｌ６＋Ｌ
１０でのＰ　ＨＩ　：　−ｓｏ、ｏｏｏであり、Ｌ１＋
Ｌ５＋Ｌ８でのＰＨＩ＝Ｏであり、Ｌ３＋Ｌ９での／１ ＰＨＩの法線方向の漏れはＯである・ことを定義してい
る。また、ＩＣ０ＮＤは、初期条件であり、ＳＣＨＥＭ
ＥおよびＥＮＤ　　ＳＣＨＥＭＥは計算手順の始めと終
りを示しており、５ＯＬＶＥ　　ＰＨＩ　　ＯＦ　　Ｄ
ＩＶ　（ＥＰＳ＊ＧＲＡＤ（ＰＨＩ））＝０は、偏微分
方程式ｄｉｖ（ｉ−ｇｒａｄ（Φ））＝０におけろΦを
解くことを指示している。

このように、従来、特に物理定数４２や境界条件４３等
の領域の各部分に関連した数値情報の設定においては、
形状情報定義時に設定した名称（Ｓｌ、Ｓ２．　　・・
・、ＬＬ、Ｌ２．　　・・・等）を引用することによっ
て、行っている。

以上は、前述の公報に記載された従来のプログラム生成
方法の入力情報の概要である。この他にも、計算プログ
ラムを生成するためのプログラムに対して、情報を指定
入力する方法がある。この中には、形状情報入力処理を
対話型の図形処理システム（ＣＡＤ）等を用いて定義し
、シミュレーションモデルの数式情報との対応は、前述
の方法と同じように、予め付与していた名称を指定する
が、あるいはグラフィックデイスプレィ上に表示されて
いる形状の該当部分をマウス等の対話型の入力装置によ
り選択指定（つまり、ピック）することにより行ってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来のプログラム生成方法では、シミュレ
ーション対象モデルの形状情報と数式情報との対応を、
全て前者の各該当部分の名称を指定するか、あるいは対
話型入力装置で選択指定することにより行っていた。従
って、形状情報の数量が膨大となった場合には、名称に
よる管理や指定が困難となる。また、３次元領域が対象
領域となった場合には、デイスプレィの目視による選択
（ピック）が困難となる。従って、従来の方法では、シ
ミュレーションの入力データの作成工数が膨大とな・す
、さらに入力データの情報の過不足が頻繁に起こるので
、これらをなくさなければならないという課題があった
。

本発明の目的は、これら従来の課題を解決し、シミュレ
ーション用計算プログラムを生成するための生成プログ
ラムに入力する領域情報に対し、領域の形状情報と数式
情報との対応を迅速かつ正確に行うことが可能なプログ
ラム生成方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のプログラム生成方法
は、物理現象が生じる空間領域の形状情報と、該物理現
象を数値的に解析するために必要な変数、定数、該変数
と定数を用いた偏微分方程式、上記空６■領域内の初期
条件や境界条件や物性値からなる各条件、および計算手
順を含む数式情報とを入力して、上記物理現象を数値シ
ミュレーションするプログラムを生成するプログラム生
成方法において、入力されたシミュレーションモデルの
上記数式情報を分析することにより、不足している情報
を検出し、また入力された上記形状情報を分析すること
により、上記数式情報の設定が必要な箇所を検出した後
、上記両検出処理で検出された情報を分析して、上記不
足情報と該不足情報の設定箇所を表示することにより、
ユーザに対話的に入力を要求することに特徴がある。

〔作　　用〕

本発明においては、領域の形状情報とシミュレーション
モデルの数式情報とが１本来は全く独立して存在してい
る点、および数式情報相互間には主従関係が存在する点
に着目することにより、形状情報と数式情報との対応付
けを、名称やユーザによる選択の指定を経ずに行い、し
かもこれらの情報を過不足なく入力することができるよ
うにする。すなわち、形状情報の各部位の中で数式情報
から引用されて、情報が設定される可能性がある箇所を
形状情報のみから抽出し、次に数式情報の一部を参照し
て、形状の各部位を引用した数式情報の種別を抽出し、
これらの抽出情報（対象箇所と種別）と入力された数式
情報との対比により数式情報の過不足を調査し、不足の
ものについて領域の各部位を順次自動的に選択して、数
式情報の入力をガイダンス式に要求する。

さらに詳述すると、前述のように、領域の形状情報の中
で、境界条件や物理定数の設定される領域の部位の候補
は、数式情報中で引用されるもので、これらは形状情報
のみから抽出することが可能である。例えば、境界条件
の設定が必要となる領域の境界部分は、２次元の場合に
は、曲線分のうち、２つの閉面に共有されず、外部との
境界を形成している辺であって、これらは形状情報のみ
から抽出することができる。また、物理定数の設定が必
要となる領域の部位は、２次元の場合には、個々の閉面
およびそれらの集合体とみなすことができ、これらも形
状情報のみから抽出することができる。つまり、境界条
件の設定に必要な辺や物理定数の設定に必要な部分は、
いずれも形状情報が定義された時、シミュレーションモ
デルに関係なく、数式情報での引用や、設定の候補とな
る領域の各部位を抽出することができる。

また、前述のように、シミュレーションモデルの数式情
報には主従関係があるので、ある数式情報の定義に基づ
いて、形状情報を引用した数式情報が派生する。例えば
、第４図の例において、変数の宣言４１に伴って、境界
部分への境界条件の設定の可能性が生じ、その変数を対
象変数とする偏微分方程式の求屏４７の指定により、境
界条件の必要性が確定する。つまり、変数の宣言４１と
方程式の求解指定４７とから、境界条件４３の定義４３
が必要となることが判断できる。また、物性値の定義４
２においても、ある物性値が全領域を覆って定義されて
いるかを判定することにより、数式情報の過不足を判断
することができる。

このように、形状情報から設定候補箇所を抽出するとと
もに、数式情報の一部を利用して、形状情報に付随する
数式情報を抽出し、各候補箇所とそこにおける対象変数
やその境界条件や物性値等の必要情報種別をユーザに順
次提示して、それらを対話人力させることにより、完全
な数式情報を構築していくことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すプログラム生成方法
の機能ブロック図である。

本発明のプログラム生成方法を機能的に大別すると、形
状情報の入力処理部分（プログラム）３と、数式情報の
入力処理部分（プログラム）４と、入力されたこれらの
情報を基にして、不足する数式情報をガイダンス表示す
ることにより、対話人力させるためのガイダンス式数式
情報設定部分（大部分はプログラム）５と、必要な形状
情報および数式情報を全部使用して計算プログラムを生
成するためのプログラム生成用プログラム１０とからな
る。最後のプログラム生成用プログラム１０は従来のも
のを使用すればよいため、ここでは説明を省略する。上
記形状情報入力処理部分３、数式情報入力処理部分４お
よびガイダンス式数式情報設定処理部分５は、１台ある
いは複数台の計算機において処理される。第１図では、
１台の計算機により処理される。

この計算機には、シミュレーションする物理現象の起こ
っている領域の形状情報１（第３図参照）と、その現象
を計算機内で模擬計算する手順を示す数式情報２（第４
図参照）が入力され、ガイダンス式数式情報設定処理部
分５で過不足情報を補った後、これらの全情報を用いて
、プログラム生成用プログラム１０によりそのシミュレ
ーションプログラム１１を作成してこれを出力する。

本発明のプログラム生成方法において、従来の生成方法
と異なっている点は、第４図に示すように情報が全部揃
っていなくてもよく、形状情報１に付随して設定される
情報の一部ないし全部が欠落していても差し支えないこ
とである。

形状情報入力処理部分３は、第３図に示すような形状情
報１から、これらの情報が持っている座標値情報や形状
間の階層関係等の形状を管理する一般的な情報（例えば
、第５図に示す階層的情報）を抽出する。また、数式情
報の入力処理部分４は、第４図に示すような数式情報２
を抽出し、これらのうちの数式の文法チエツクや引用し
ている変数が既に定義されているか否か等をチエツクす
る。

次に、ガイダンス式数式情報設定処理部分５は、対象箇
所の抽出処理部分（プログラム）７と必要情報の抽出処
理部分（プログラム）８と情報付与のガイダンス処理部
分（メモリおよびプロセッサ）９からなる。このうち、
対象箇所の抽出処理部分７は、入力された形状情報に対
して、第６図で後述するように、この形状情報だけを基
にして、閉面の数や各閉面における曲線分を抽出するこ
とにより、境界条件や初期条件や物性値等の設定の要否
を判断する。また、必要情報の抽出処理部分８は、数式
情報入力処理部分４で入力された数式情報を分析し、第
７図で後述するように、各変数に対して方程式や定数の
内容を調査することにより、数式情報の中の各変数や定
数に対して、境界条件や初期条件や物性値等の設定の要
否を判断する。

次に、情報付与のガイダンス処理部分９は、対象箇所の
抽出処理部分７と必要情報の抽出処理部分８の生成した
情報を対比し、数式情報におけろ不足情報を検出する。

すなわち、第８図で後述するように、対象箇所、対象変
数・定数、および必要情報を配列したテーブルをメモリ
上に作成し、これに基づいて不足情報を検出し、それら
に対して、対象箇所ごと、あるいは対象変数・定数や必
要情報ごとに、対話式にユーザに対し設定要求を行い、
数式情報中の形状情報に付随した情報が全て矛盾なく設
定されるように、ユーザをガイダンスする。

このガイダンスにより情報が入力されると、形状情報と
数式情報は過不足なく設定されるので。

正確なシミュレーションモデルを規定したことになる。

次に、設定された形状情報と数式情報をプログラム生成
用プログラム１０に引き渡すことにより、この情報を用
いたプログラム１０を実行すれば、数値計算プログラム
１１が生成される。

なお、プログラム生成用プログラム１０としては、例え
ば、特開昭６０−１４０４３３号公報に記載されたプロ
グラムを用いればよい。

以下、第１図における各処理部分の詳細を動作フローに
より詳述する。

問題が定義されている領域の形状情報１については、本
発明においても、第３図に示す従来の情報と同じでよい
。次に、現象を記述して、それを数値的に解く手順を記
述するシミュレーションモデルの数式情報２については
、本発明では、従来のように、第４図の数式情報の全部
が最初から揃っていなくても差し支えない。すなわち、
第４図の情報のうちの領域の各部位の名称を引用するこ
とにより設定される数式情報（例えば、物性値４２、境
界条件４３、初期条件４４等）は、その全であるいはそ
の一部が欠落していても、後でガイダンスにより要求す
るので、何等構わない。要するに、使用される変数４１
の名称と、定数４２の名称と、数式を解くための数値解
析手順４６〜４８だけが必要最小限の情報として与えら
れればよい。

次に、形状情報の入力処理部分３は、第３図に示す情報
のうちの形状の座標値に関する情報３１や、各辺・面の
下位構造との関係や構成を示す情報３２．３３を用いる
ことにより、第５図に示す階層構造情報を生成する。こ
れを作成するためには、第５図の面Ｓｌ、Ｓ２．　・・
・等の上位構造から始めて、順次辺や点等の下位構造に
接続していくことにより、簡単に作成することができる
。

次に、数式情報の入力処理部分４は、第４図の情報の一
部を入力して、それらの中に含まれる式等の文法チエツ
クや定義参照関係７チエツクを行い、モデルが矛盾して
いないか否かをチエツクする。

ここで定義参照関係チエツクとは、第４図の実行文４６
〜４８で引用されている変数・定数が、既に４１および
４２で定義されているか否かのチエツクである。

次に、形状情報の入力処理部分３が生成した情報、つま
り第５図に示す形状の階層構造情報は、ガイダンス式数
式情報設定処理部分５の中の対象箇所抽出処理部分７に
引き渡される。対象箇所抽出処理部分７は、例えば２次
元の場合、物性値や初期条件が閉面あるいはそれらの集
合ごとに設定され、かつ境界条件は領域の境界を形成す
る曲線分に設定されることに暦日して、第５図の階層構
造情報から、これらの設定対象箇所を抽出する。

第６図は、第１図における対象箇所の抽出処理部分の動
作フローチャートである。

先ず、形状情報のうちの閉面を抽出する（ステップ６１
）。この処理は、階暦構造情・報から上位構造である面
（Ｓｌ、３２等）を検索することにより、簡単に実現す
ることができる。次に、境界辺を抽出するために、２つ
以上の閉面に共有されない辺を検索する。このため、全
ての曲線分に対して、各曲線分を構成辺とする閉面の数
をカウントする（ステップ６２）。そして、その結果か
ら、参照閉面のカウント数が１の曲線分だけを抽出する
（ステップ６３）。

このようにして、対象箇所抽出処理部分７は閉面と境界
辺を抽出して、情報付与ガイダンス処理部分９にこれら
を引き渡す。

次に、必要情報の抽出処理部分８は、第４図に示す情報
のうちの宣言部分４１．４２や実行文４７等を参照して
、形状情報を引用した数式情報を必要とする変数・定数
の候補を抽出し、実行文４７における参照状態に基いて
、設定に必要な情報を抽出する。

第７図は、第１図における必要情報抽出処理部分の動作
フローチャートである。

先ず、宣言されている変数を抽出しくステップ７１）、
各変数に対して境界条件および初期条件の要否を調べる
ために、偏微分方程式の求解の対象変数になっているか
（ステップ７２）、その変数に２階の偏微分がかかって
いるか（ステップ７３）、その変数が時間に依存するか
（ステップ７４）を判別する。すなわち、境界条件の要
否は、偏微分方程式の求解の対象変数になっていること
、および変数に２階の偏微分がかかっていること、によ
り決定されるとともに、初期条件の要否は、変数が時間
に依存することによって決定されるので、実行文を検索
して、両条件の設定の要否を各変数ごとに検出する。次
に、宣言されている定数を抽出する（ステップ７５）。

そして、形状を引用した情報の設定の要否を決定するた
めに、各定数に対して、形状の各位に依存しているか否
か（ステップ７６）、および実行文の式中で参照されて
いるが否か（ステップ７７）を調べる。この場合、例え
ば、第４図の物性値４２の宣言に対して、場所依存の有
無（ステップ７６）を決定する際には、ユーザに予め形
状への依存／非依存の属性を与えておいてもよく、また
はその定数の引用に当って、式中で微分演算が行われる
場合には必ず場所依存とみなす、等の規則を設定してお
いてもよい。

このようにして、必要情報抽出処理部分８は、抽出され
た各変数・定数に対する必要情報の種別を、情報付与ガ
イダンス処理部分９に入力する。

次に、前述の対象箇所抽出処理部分７で抽出された条件
や値を設定する対象箇所と、必要情報抽出処理部分８で
抽出された各変数・定数に対する必要情報の種別とが入
力されると、情報付与ガイダンス処理部分９は、過不足
情報を対話的にユーザに指示することにより、形状情報
１と数式情報２との完全なマツチングを実現する。

第９図は、第１図における情報付与ガイダンス処理部分
の動作フローチャートであり、第８図は。

情報付与ガイダンス処理部分に備えられたテーブルの内
容を示す図である。

情報付与のガイダンス処理部分９は、先ず、対象箇所抽
出処理部分７と必要情報抽出処理部分８でそれぞれ抽出
された情報と数式情報２を用いて、第８図に示す情報付
与管理テーブルを作成する（ステップ９１）。

ここで、情報付与管理テーブルは、第８図に示すように
、対象箇所処理部分７が抽出した設定対象箇所と、必要
情報抽出処理部分８が抽出した対象変数・定数と必要情
報とを、マトリックス状に対応付けたものである。これ
らのうち、設定対象箇所は、初期条件や物性値等が設定
される内部領域群（ＳＬ、Ｓ２．等）８２と、境界条件
等が設定される境界領域群（ＬＬ、Ｌ２．等）８３が登
録される。また、対象変数・定数および必要情報は、対
象変数８１ごとに、境界条件の要否フラグ８４の０Ｎ１
０ＦＦ、初期条件の要否フラグ８５の０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ
　、領域形状依存情報の要否フラグ８６の０Ｎ１０ＦＦ
等が登録される。また、数式情報１の中で、必要情報の
うち設定されているものがあれば、このマトリックステ
ーブルの該当箇所に、済（設定済）８７のフラグを立て
る。それ以外は、未（未設定）のフラグまたは不要の記
号を立てる。

このように、情報付与管理テーブルは、必要情報とその
付与状況を統轄的に管理している。

第９図に示すように、情報付与ガイダンス処理部分９は
、管理テーブルを作成した後、不足情報を対話的に付与
するモードに移ることを指定する（ステップ９２）。こ
れは、不足情報をユーザに提示して、情報の入力をガイ
ダンスすることにより、不足情報の抽出手順を指示する
ためのモードである。この設定モードに従って、不足情
報をガイダンス入力する（ステップ９３）。その順序は
、先ず領域対応にガイダンス人力Ａを行い（ステップ９
４）、次に変数対応にガイダンス人力Ｂを行い（ステッ
プ９５）、最後に情報対応にガイダンス人力Ｃを行う（
ステップ９６）。

第１０図は、第９図における領域対応のガイダンス入力
に対する詳細フローチャートである。

領域対応のガイダンス入力とは、領域の各部位ごとに、
不足している情報（例えば、条件や物性値等）の全ての
設定を誘導することである。

第１０図に示すように、領域対応のガイダンス入力を行
うには、先ず、第８図に示す情報付与管理テーブルを用
いて、全ての対象箇所ごとに（Ｓｌ。

Ｓ２．　　・・・、Ｌｌ、Ｌ２．　　・・・ごとに）（
ステップ１０１）、　また全ての対象変数・定数ごとに
（Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・ごとに）（ステップ１０２）、さ
らにその変数・定数の全ての付与情報ごとに（境界条件
、初期条件、領域依存情報等ごとに）（ステップ１０３
）、その情報の設定要否フラグがＯＮであり（ステップ
１０４）、設定状況を示すフラグが未であるならば（ス
テップ１０５）、その設定対象箇所を画面上でブリンキ
ングや塗りつぶし等によるハイライト表示を行う（ステ
ップ１０６）。これにより、ユーザに位置を知らせ、注
目している対象変数・定数基と付与情報の種別とを画面
上で指示する（ステップ１０７）。そして、要求情報に
対して適切な入力がなされるまで（ステップ１０８）、
キーボードからのデータの入力（ステップ１０９）と入
力されたデータの適否チエツクを行う（ステップ１０１
０）。入力完了後、情報付与管理テーブルの該当する設
定状況フラグ８７を済とする（ステップ１０１１）。な
お、ここでステップ１０６．１０７，１０９等の各処理
は、第１図における画面とキーボードを用いて行われる
。

第１１図は、第１図における画面上のガイダンス表示例
を示す図である。ここでは、第１０図におけるハイライ
ト表示（ステップ１０６）、対象変数、付与情報の種別
の表示（ステップ１０７）を行う場合を示している。

画面１１１に対して、対象図形を表示した後、対象箇所
１１２の対象変数・定数、付与情報が末であるときには
、対象箇所１１２のブリンキング表示を行うとともに、
対象変数Ａにおける付与情報Ｂ、Ｃを入力せよと、その
種別を表示する（１１３）。また、ユーザがデータを入
力したときには、その下方にデータの入力（例えば、Ａ
＝０）を表示する（１１４）。

なお、第１０図における入力データの適否チエツク（ス
テップ１０１０）とは、入力された境界条件等が、既に
与えられている数式情報（第１図の入力情報２）中の偏
微分方程式と適合する形式の式であるか、等をチエツク
することである。

次に、第９図における変数対応のガイダンス入力Ｂ（ス
テップ９５）とは、各変数に対して、変数ごとに全ての
箇所に全ての情報を設定していくことである。具体的に
は、第１０図において、ステップ１０１と１０２の順序
を逆にして、最初に全ての対象変数・定数ごとにチエツ
クし、次に全ての対象箇所ごとにチエツクしていく。そ
れ以外は第１０図と全く同じ処理を行う。

また、第９図における情報対応のガイダンス入力Ｃ（ス
テップ９６）とは、各情報対応に、各変数の各対象箇所
に該当情報（例えば、境界条件）を設定していくことで
ある。具体的には、第１０図において、ステップ１０３
の処理を最初に行い、それ以降はステップ１０１，１０
２，１０４．　　・・と処理することにより実現できる
。

第９図における領域対応の設定モード、変数対応の設定
モード、および情報対応の設定モードのいずれの設定モ
ードも、情報付与管理テーブルを横、縦、あるいは別の
規則で検索していくことにより、簡単に実行できる。そ
して、これ以外の設定モードも考えられる。また、ガイ
ダンス処理の途中で、設定モードを切り換えて続行する
ことも勿論可能である。

以上の説明により、第１図におけるガイダンス式数式情
報設定処理部分５は、形状情報と数式情報を過不足なく
入力することができたので、これらの情報をプログラム
生成用プログラム１ｏに入力することにより、これを実
行すれば、数値計算プログラム１１を生成することがで
きる。

なお、本実施例では、説明を簡単にするために、２次元
の領域を対象としているが、３次元の場合でも、設定対
象箇所の辺が面になり、面が立体に変わるだけで、それ
以外は全く２次元と同じようにして実現することが可能
である。

また、本発明のプログラム生成方法の変形例として、（
イ）数式情報２の中で、形状情報１を参照する情報を初
期入力時に全く与えずに、その殆んどを情報付与ガイダ
ンス処理部分９によるガイダンス入力に従う方法と、（
ロ）形状情報１を参照する情報を初期入力時に与えて、
不足情報のみをガイダンスに従って補う方法、の２つが
ある。前者の方法によれば、形状情報と数式情報とを全
く独立のものとして管理することができるので、同一の
数式情報を多種の形状情報に適用することが可能であり
、多種の形状情報を用いる場合のシミュレーションモデ
ルの入カニ数は大幅に削減される。

後者の方法は、前述した実施例に近いので詳述しない。

さらに、他の変形例として、（ハ）形状情報ｌの中に、
個々の辺や面の集合を定義できるようにしておき、対象
箇所をその集合を単位として抽出し、情報を付与するガ
イダンスモードを設けることにより、対話式ガイダンス
による対話の頻度を削減することができるので、同一の
条件や物性値等の効率的な設定が可能となる。

このように、本実施例では、形状情報と数式情報との対
応を、従来のように、名称の引用やユーザによる選択（
ピック）の指定によらなくてもよく、その結果、複雑な
形状に対する設定を簡単に行うことができる。従って、
特に３次元の領域を対象にする場合には、該当箇所を選
択する際に、３次元の情報を２次元デイスプレィの画面
に表示することに起因する本質的な困難さを解消するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、形状情報と数式
情報との対応を、名称の引用や選択の指定によることな
く、複雑な形状に対する設定も簡単に行えるので、シミ
ュレーションを記述する形状情報と数式情報との整合を
迅速かつ確実に行うことができ、シミュレーションのた
めの計算プログラムを正確に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプログラム生成方法の
機能ブロック図、第２図はシミュレーションモデルの一
例を示す図、第３図は第２図における領域の形状情報を
示す図、第４図は第２図の領域をシミュレーションする
ための数式情報を示す図、第５図は第２図における領域
形状の階層構造情報を示す図、第６図は第１図における
対象箇所抽出処理部分の動作フローチャート、第７図は
第１図における必要情報抽出処理部分の動作フローチャ
ート、第８図は第１図における情報付与ガイダンス処理
部分に備えられた情報付与管理テーブルの内容を示す図
、第９図は第１図における情報付与ガイダンス処理部分
の動作フローチャート、第１０図は第９図における領域
対応のガイダンス入力処理の詳細フローチャート、第１
１図は第１図におけるガイダンス画面を示す図である。 １：領域・形状情報、２：シミュレーション・モデル数
式情報、３：形状情報入力処理部分（プログラム）、４
：数式情報入力処理部分（プログラム）、５：ガイダン
ス式数式情報設定処理部分、６：情報入力のためのキー
ボードデイスプレィ、７：対象箇所抽出処理部分（プロ
グラム）、８：必要情報抽出処理部分（プログラム）、
９：情報付与ガイダンス処理部分、１０ニブログラム生
成用プログラム、１１：シミュレーションのための計算
プログラム。 特許出願人　株式会社　日立製作所 ゛４′、　−ノ 第　　　２　　　図 ε＝２５００　Ａｔ　　Ｓ２ 第　　　３　　　図 第　　４　　図 ＥＰＳ＝２５００　　ＡＴ　　　５２ ＰＨＩ−ＯＡＴ　　Ｌｌ＋Ｌ５＋Ｌ８゜ＮＧＲＡＤ（Ｐ
Ｈ１）＝ＯＡＴ　　Ｌ３＋Ｌ９゜４４″′ＸＪＣＯＮＤ ４８″′ＸｕＮＤ　ＳＣＨＥＭＥ 第　　　５　　　図 第　　　６　　　図 第　　　７　　　図 第　　８　　′図 第　　　９　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物理現象が生じる空間領域の形状情報と、該物理現
   象を数値的に解析するために必要な変数、定数、該変数
   と定数を用いた偏微分方程式、上記空間領域内の初期条
   件や境界条件や物性値からなる各条件、および計算手順
   を含む数式情報とを入力して、上記物理現象を数値シミ
   ュレーションするプログラムを生成するプログラム生成
   方法において、入力されたシミュレーションモデルの上
   記数式情報を分析することにより、不足している情報を
   検出し、また入力された上記形状情報を分析することに
   より、上記数式情報の設定が必要な箇所を検出した後、
   上記両検出処理で検出された情報を分析して、上記不足
   情報と該不足情報の設定箇所を表示することにより、ユ
   ーザに対話的に入力を要求することを特徴とするプログ
   ラム生成方法。 ２、上記数式情報の入力処理は、形状情報を参照する数
   式情報の一部を初期入力時に与えて、該一部の情報を分
   析した結果不足情報のみをユーザとの対話形式により補
   充することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプ
   ログラム生成方法。 ３、上記不足情報の抽出は、数式情報において宣言もし
   くは使用されている全変数・定数に対して、与えられた
   計算手順の中で、偏微分方程式の求解の対象となってい
   れば境界条件が、あるいは、偏微分方程式の中で対象変
   数以外の（参照）変数として引用されていれば物性値や
   初期値が、あるいは、時間依存問題においては初期条件
   が必要である、などの規則に従った分析によって、変数
   対応の必要な情報の検出を行ない、また、空間領域の形
   状情報に対して、境界条件は境界（表面）上のみで付与
   され、物性値や初期条件等は内部と境界を含んだ領域全
   体に付与されるなどの規則に従った形状情報の分析によ
   って、条件などの設定の対象となる境界領域や内部領域
   を検出し、この検出した両情報の合成によって必要情報
   と対象箇所のテーブルを生成し、これと数式情報中の既
   定義情報との比較によって不足情報を抽出する事を特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のプログ
   ラム生成方法。