JPH03278183A - 物理量の表示方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、三次元物理量の表示方法及びその装置に関す
るものである。

［従来の技術］ カラーブラウン管を用いた表示装置を電子計算機と結び
つけて各種の文字による情報を人間に伝える手法は広く
知られている。またこの装置を特定のプロセスと結びつ
け、予め用意されたいくつかのパターンとその時の状態
に応じて自動的に選別された色によってプロセスの状態
を表示する装置としては、特公昭５２−２１８５８号に
示される方法があった。この従来技術では、原子力発電
所や火力発電所などにおける炉心内の出力、温度、中性
子束等の物理量の、炉心内の任意の平面上での値を、そ
の値に応じた色分けにより表示させている。

また、特開昭６２−１２８３７７号に示される空間内変
数の分布表示装置では、三次元空間内の切断面を選択し
、その切断面上の変数値の分布を求めて表示する。そし
て切断面を順次変更して三次元物理量の分布がわかかる
ようにしている。

一方、−船釣な三次元物体表示方式としては、特開昭６
０−２１７４６１号に示されるものがある。これは三次
元空間の各物体の相対距離を、二次元ディスプレイ上の
色の明度及び彩度で表すものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した特公昭５２−２１８５８号及び特開昭６２−１
２８３７７号の技術では、物理量は切断面を指定してそ
の上で表示するから、すでに表示が終わった切断面上の
物理量と現在表示中の物理量との比較を行うのが難しく
、これを行うには比較対象である再位置を含む平面を新
たに切断面として指定し、その上での表示を行うという
必要があり、物理量が大きくなるという問題があった。

また、これらの方法では三次元空間の直感的な把握が難
しい。

− 一方、特開昭６０−２１７４６１号に示された方法では
、三次元物体の相対距離を色の三次元構造（明度。

彩度２色相）を使用して表現するものであり、三次元空
間内の物理量の分布を直感的にかつ瞬時に把握すること
はできなかった。

本発明の目的は、三次元的な物理量の分布を、切断面を
用いずに効率よく、かつ直感的把握が容易な形で表示す
るための三次元物理量の表示方法及び装置を提供するに
ある。

［課題を解決するため手段］ 上記の目的を達成するために、本発明においては、表示
すべき物理量の空間分布が与えられたときに、物理量の
とる値域を複数個の小値域に分割し、各小値域ごとに物
理量がその小値域内の値をとるところの空間位置の分布
を求めてこれを表示する、という動作を小値域を順次変
えて繰り返すようにした。

［作用］ 物理量が単調に増加または減少するように小値域を順次
変えていくとともに、１つの小値域の空間分布の表示が
終わるとそれを消去して次の小値域に移るか、あるいは
消去しないで次の小値域に移ることにより、三次元物理
量分布の全体把握が直感的に行える。また切断面を設定
してその上での分布を求める、という処理を繰り返す必
要がなくなり、希望する位置の物理量もすぐに読み取り
、あるいは比較できるから表示処理の時間を大幅に短縮
できる。

［実施例コ 以下、本発明を実施例により説明する。第１図は本発明
の表示方法を実現する処理系のフローチャートで、まず
対象とする物理系が持つ物理量をファイルに取り込む（
ステップ１ｏｏ）。これはプラント・等から出力された
データやそれを計算機処理したもの、あるいはシュミレ
ーション結果等である。次に表示しようとする物理量、
例えば原子炉の炉心の炉心出力、温度、圧力、ボイド率
、中性子束、熱流束などの１つを利用者が指定する（ス
テップ１０１）。全指定した物理量をφとするとφは空
間座標Ｒに依存する。次に、表示を開始するときの物理
量φの値、すなわち画面表示における物理量φの初期値
ＹＯ１及び画面の表示時間ΔｔとΔを秒後に表示する次
のφの値の増分ΔＹを指定する（ステップ１０２〜１０
４）。以上で利用者が指定する作業が終わり、本処理を
実行する計算機あるいはグラフィック装置は、表示する
物理量φのデータをファイルから取り込み（ステップ１
０５）、そのデータの最大値Ｙ　ｍａｘ　、最小値Ｙ　
ｗｉｎを求める（ステップ１０６）。また、このステッ
プでは、三次元物理量を色彩表示する場合は、最大値、
最小値により規定される物理量をグループに分割し、こ
の分割毎に色彩を対応づけておく。

以上の準備的処理が終わると、以下本実施例による表示
処理１が行われる。ここでは、まず表示するφの初期値
ＹＯを作業変数Ｙに代入して（ステップ１０７）、値Ｙ
を持つ三次元空間内の位置座標の集合を求める（ステッ
プ１０８）。この計算は、ステップ１０５で読み込んだ
物理量の値Ｙが対象としている空間座標系の各メツシュ
点において与えられた値であり、離散的なものであるの
で、各メツ− シュ点上の値の間を適当に補間することにより、表示し
たい値Ｙを持つと推定される位置座標を求めるものであ
る。次のステップ１０９では、このようにして求めたＹ
の値を持つすべての座標を画面上にΔを秒間表示する。

但しこのとき、値Ｙを持つ座標は三次元空間の座標値で
あるから、これをディスプレイ画面上の二次元表示座標
系に変換して表示する必要がある。さらにこのとき、表
示する二次元座標位置を線で結んで１個または複数個の
閉曲面を表示し、閉曲面上を着色することによって物理
量φの値Ｙの空間内分布の把握を容易にすることもでき
る。この初期値ＹＯに対するΔを秒間の表示が終わると
、これを消去し、Ｙの値をＹ＋ΔＹに更新して（ステッ
プ１１０）、前記同様に空間分布表示を行う。この画像
についてもΔを秒間表示した後に消去し、Ｙの値がＹｍ
ａｘになるまでこれを繰り返す。この終了の判定はステ
ップ１１１で行われる。本実施例によれば、物理量φの
三次元空間分布を表示させるＹの値を変えていくことで
、三次元空間内のφの分布を容易かつ直感−８＝ 的に把握することができる。なお上記では、利用者が画
像表示時間Δｔを入力し、後は自動的にΔを秒ごとに画
像を変えていくようにしたが、これは１回の表示ごとに
利用者がスイッチ操作等で入力するようにしてもよい。

第２図は本発明の別の実施例を示すもので、第１図のス
テップ１０６に続く処理１の部分を変更したものである
。本実施例では、第１図ステップ１０６に続いて、Ｙ　
ｍａｘとＹ　ｍｉｎの間をＮ個に分割し、その分割領域
を次々と変えながら、物理量がその分割領域内の値を持
つすべての空間位置を表示する。すなわちまず、 Ｙ　ｍａｘ≧Ｙ≧Ｙ　ｍｉｎ の範囲にあるＹの値を分割する領域の個数Ｎを指定する
（ステップ１１３）。次にＹ　ｍｉｎとＹ　ｍａｘの間
をＮ個の領域Ｙｌ、Ｙ’２・・・・・・Ｙｎに分割する
（ステップ１１４）。なおここで、物理量の大小を色彩
表示または模様で表示する場合には、このＮ個の領域Ｙ
ｌ、Ｙ２・・・・・・Ｙｎ毎に異なる色彩または模様を
対応づける。次に、表示しようとするＹの値が、分割領
域Ｙｌ、Ｙ２・・・・・・Ｙｎのどれに属するか判断す
る（ステップ１１５）。次に、表示画面上の座標系にお
ける空間メツシュにより分割指定される各空間エレメン
トのうち、ＹＯの値が属する領域Ｙｉ内に含まれる値Ｙ
を持つものをすべてΔを秒間表示する（ステップ１０７
．１１６）。このとき表示されている空間エレメントが
持つ値は必ずしもＹＯではなく、一定の表示幅があるも
のの、ＹＯの値をとる物理量φの空間分布の様子は、表
示されている空間エレメントが構成する図象によりほぼ
把握できる。分割数Ｎを大きくすれば、より高い精度で
φの空間分布形状を理解することができる。次に、ＹＯ
よりも大きなＹの空間分布を表示させていくために、領
域Ｙｉに隣接する領域Ｙｉ十１を選び、現在表示してい
る空間エレメントを消去してこの領域Ｙｉ＋１に含まれ
るＹの値を持つ空間エレメントを表示する（ステップ１
１７〜］１９）。

これをＹｎに含まれる（ＹｎはＹｍａｘを含む領域）Ｙ
の値を持つ空間エレメントを表示するまで繰り返す。こ
のようにΔを秒間隔で表示させる空間工レメントを次々
と変えていくことで、物理量φの空間分布を三次元的に
把握するのが容易となり、かつ切断面を用いた場合のよ
うな複雑な処理を必要としない。

第３図は本発明の別の実施例を示すものである。

第１図及び第２図に示した実施例は、物理量φの値また
はＹに近い値を表示するとそれを消去して次のＹの値に
対してまた表示する・・・・・・という動作を繰り返し
てφの空間分布を把握可能としたものであったが、本実
施例では、あるときに７０以上（または以下）の値を持
つφの空間分布を一定時間表示すると次にこのＹＯの値
を増加（または減少）させてまた一定時間表示する・・
・・・・という動作を繰り返して物理量φの三次元分布
を把握できるようにしたものである。第３図の場合もス
テップ１０６までは第１図と同じであり、ステップ１０
７でＹＯの値を作業変数Ｙに代入する。次に、画面上の
表示座標系で、物理量φが７以上の値を持つ部分の空間
エレメントをすべてΔを秒間表示する（ステップ１２０
）。この際、各エレメントにはその１− エレメントが持つＹの値に応じた適当な色または模様を
つけて表示するとわかりやすい。次にＹの値をΔＹ増加
させて上記ステップ１２０の処理を行う、という動作を
ＹがＹｍａｘになるまで（あるいはＹ　ｍｉｎになるま
で）繰り返す（ステップ１１０，１１１）。

本実施例で、Ｙの値を次第に大きくしていくと、表示画
面で三次元物理量φの値の小さい部分がどんどん消えて
いき、最後にＹ　ｍａｘをとる空間位置にのみ表示が残
る。例えば物理量φとして原子炉炉心内の出力をとると
、表示画面は第４図（ａ）〜（ｃ）の順に変化する。こ
こで各画面上の分布５１ａ。

５１ｂ、　５１ｃは、それぞれＹ≧Ｙａ、Ｙ≧Ｙｂ、Ｙ
≧Ｙｃとなる分布を示しており、Ｙ　ａ　＜　Ｙ　ｂ　
＜　Ｙ　ｃである。このような表示を行うと、例えば（
ｃ）図の画面から高出力の部分は炉心の中心付近に、垂
直軸方向に長く分布しているのがわかる。また（ａ）図
から、炉心の外側領域は縦方向も横方向もほぼ同じ出力
であるということがわかる。従来表示方法では、縦方向
または横方向に切断面を設けることによってその面内で
（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）の各出力分１２− 布がどうなっているかの把握するのみであるのに対し、
本実施例では炉心内の出力の低い部分の画像を順次消去
しながら表示し、三次元分布５１ａ〜５１ｃを順番に適
当な時間間隔ごとに表示させていくことにより、炉心内
領域のすべてにわたっての出力分布の直感的把握が容易
になる。また、対象とする解析体系の原子炉燃料集合体
で、物理量φとして熱的余裕を選んで上記表示法を行っ
た場合、熱的に厳しい場所が、燃料棒や水ロンド、スペ
ーサが入り組んでいる集合体内のどのあたりで生じるか
ということを、即座に理解できるとともに。

熱的余裕のある場所も集合体全域にわたって把握できる
ため、流量配分の改善等による適切な改善を図るのに役
立つ。この他、温度、圧力、ボイド率、中性子束、熱流
束などの表示に用いても同様の効果がある。

第５図は、本発明による表示方法を用いた三次元物理量
表示装置の実施例を示すもので、原子力など大規模な物
理計算シミュレーションが可能な能力を持つ計算機１１
により求められた計算結果は、データファイル２１に格
納されている。この計算機１１及びファイル２１をワー
クステーションまたはミニコンとケーブル１２により接
続する。ワークステーションまたはミニコンは、キーボ
ード１４．ディスプレイ１５及びデータ処理部１３とか
ら成っていて、第１図〜第３図に示した処理の実行機能
を具備している。処理対象の物理量のデータは、ケーブ
ル・′１２を通してデータファイル２１からデータ処理
部１３に転送されるか、あるいはデータファイル２１の
データが一旦磁気テープやフロッピーディスクなどのデ
ータ記録媒体１６にコピーされ、それがデータ処理部１
３にセットされる。利用者は、表示したい物理量φの初
期値ＹＯや、表示時間Δを等の情報をキーボード１４よ
り入力する。そしてデータ処理部１３で第１図〜第３図
に示した表示処理を行って、画像をディスプレイ１５に
表示する。第１図〜第３図に示した処理手順は、プログ
ラムとして処理部１３に入力してもよいし、予めそのよ
うなプログラムを書き込んだＩＣを設置してもよい。

第６図はプラント監視装置の構成を示しており、その表
示部に本発明による表示方法が用いられている。プラン
ト２０、例えば原子炉の中に計測器１７が設置されてお
り、これにより実測されたプロセス量は、データ取り込
み装置１８を通して処理され、中央制御操作システム１
９のディスプレイ２２上に画面表示される。中央制御操
作システム１９は、第１図〜第３図の処理機能を具備し
ており、実測された出力、温度、圧力などの炉心内分布
が直感的に把握しやすいように表示される。一般に原子
炉炉心内の熱的条件が厳しい領域は炉心内に複雑に分布
し、その分布形は時間的に変化するため、炉心状態をオ
ンラインで監視するのに本発明を適用すれば、切断面を
何度も設定し直すことなく瞬時に三次元の炉心状態が把
握できる。

［発明の効果コ 本発明によれば、表示を１回行うごとに切断面の指定と
その上での分布の算出という処理がなくなり、高速にか
つ直感的な把握が容易な三次元分布の表示が可能にかる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の方法を用いた表示処理の実施
例を示すフローチャート、第４図は第３図の実施例によ
る表示例を示す図、第５図及び第６図は本発明の表示方
法を用いた三次元物理量表示装置の実施例を示すブロッ
ク図である。 １３・・・データ処理部、１５．２２・・・ディスプレ
イ、５１ａ〜５１ｃ・・炉心出力分布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、三次元空間に分布した物理量の値の範囲である値域
   を複数個の小値域に分割し、該分割した小値域に属する
   値が順次大きくなるかあるいは順次小さくなるように上
   記小値域を１つずつ指定するとともに、１つの小値域が
   指定されるごとに、上記物理量が上記指定された小値域
   内の値を有する三次元空間上の位置をすべて求めてこれ
   を所定時間の間ディスプレイ上に表示することにより、
   上記物理量の空間分布を表示することを特徴とする三次
   元物理量の表示方法。 ２、前記物理量の値は有限個であり、前記小値域は上記
   有限個の物理量の値の１つだけから成ることを特徴とす
   る請求項１記載の三次元物理量の表示方法。 ３、前記小値域が指定されるごとに、前記物理量が上記
   指定された小値域内の値と該値よりも大きい値、もしく
   は上記指定された小値域内の値と該値よりも小さい値を
   有する三次元空間上の位置をすべて求めてこれを所定の
   時間の間ディスプレイ上に表示することにより、上記物
   理量の空間分布を表示することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の三次元物理量の表示方法。 ４、三次元空間に分布した物理量が与えられたときにそ
   の物理量の値の範囲である値域を複数個の小値域に分割
   する分割手段と、該手段により分割された小値域に属す
   る値が順次大きくなるかあるいは順次小さくなるように
   上記小値域を１つずつ指定する指定手段と、該手段によ
   り１つの小値域が指定されるごとに、上記物理量が上記
   指定された小値域内の値を有する三次元空間上の位置を
   すべて求める分布計算手段と、該手段により求められた
   位置分布を所定時間の間ディスプレイ上に表示する表示
   手段とを設けたことを特徴とする三次元物理量の表示装
   置。 ５、前記分布計算手段は、前記指定手段により小値域が
   指定されるごとに、前記物理量が上記指定された小値域
   内の値と該値よりも大きい値、もしくは上記指定され小
   値域内の値と該値よりも小さい値を有する三次元空間上
   の位置をすべて求めるようにしたことを特徴とする請求
   項４記載の三次元物理量の表示装置。