Layer Subdivide
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層状構造のメッシュを分割する
境界層内に現れるような境界面の各三角形面や四角形面から柱体状のセルが連結しているような層状構造をしたメッシュデータを分割するのに特化した機能です。 |
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[メニューバー]→[Edit]→[Layer Subdivide]
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分割の起点となる境界面の選択
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各方向の分割をしてApplyボタンをクリック
図のような三角柱セルと六面体セルで構成された層状メッシュをそれぞれの方向に対して任意の数で分割します。
メニューバーのEdit→ Layer Subdivide…を選択します。
まずは層状メッシュとして分割の起点となる境界面ゾーンを選択します。
Selectボタンをクリックします。
ここでは層状構造の境界面がne_z_1となっているので、その境界面ゾーンを選択します。
ゾーン選択ウィンドウのApplyボタンをクリックします。
ゾーン選択ウィンドウが閉じ、一つ以上のゾーンを選択したことによってNumber of Divisionが操作可能になります。
ここでは層面内の分割数(Surface Direction)を3に、層の深さ方向の分割数(Layer Direction)を2に設定します。
Applyボタンをクリックします。
層面内で3分割に、層の深さ方向に2分割されました。
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欠けた層状メッシュを分割する
元々層状だった大きなメッシュデータから一部切り出した小さなメッシュを考えた場合、切り出し方によっては、切り出した方のメッシュデータは層状構造が歯抜けて完全でない場合があります。 しかし、そのような歯抜けのある層状メッシュでもLayer Subdivideはセル同士の辺の接続状況から層状構造を補完して分割できる場合があります。 |
図のメッシュデータは層状構造を持ったメッシュの一部を除去し、欠けさせたデータです。
ここではこのデータを層面内のみ2分割します。
前回と同様にメニューバーのEdit→ Layer Subdivide…を選択し、起点となるゾーンを選択します。
面内分割数を2、深さ方向の分割数を1にすることで深さ方向への分割を無効にします。
Applyボタンをクリックします。
層の面内で2分割されました。
層の起点として選んだnew_z_2に直接接続されてないセルも分割されていることがわかります。
Interpolation Morphing
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メッシュの境界変形を補完して変形する
境界面を指定して移動することでメッシュを変形させます。 |
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[メニューバー]→[Tools]→[Interpolation Morphing]
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移動変形するゾーンを指定
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指定されなかったゾーンの取り扱い方法を指定
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移動方向ベクトルの指定やその他のパラメータを設定
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Applyボタンをクリック
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Moving Boundary: 選択された移動面
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Fix Mode/Slide Mode: 選択されなかった面の扱い
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Fix Boundary Margin: 固定面と一緒に固定される点への距離(Fixモード)
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Sliding Boundary Margin: 固定面と一緒に固定される点への距離(Slideモード)
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Moving Boundary Margin: 移動面と一緒に移動する点への距離
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Effectable Length: Slide対象となる移動面からの距離(Slideモード)
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Outline Effectable Length: 移動距離が均等配分される移動-固定境界からの距離
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Feature Angle: Slidingの拘束を二方向にする特徴線となる面同士の角度
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Step Division: 移動の分割実行数
使用例で使用するメッシュについて簡単に説明します。
このデータは立方体の中心に球形の空洞があり、その空洞と外部が細いダクトでつながっている構造をしています。
アイコンバーのInsideを有効にしてメッシュの内部を見れるようにすると内側に隠れていた境界面が見えます。
これから中心の球とダクトを移動させ、内部点も補完して動かします。
メニューバーから「Tools」→「Interpolation Morphing」を選択しクリックします。
これから移動する境界面を選択します。
Selectボタンをクリックします。
境界面ゾーンの選択ウィンドウが表示されるので、移動しうる境界面を指定します。指定しなかったゾーン上の節点は固定点になります。
ここでは「core」と「duct」を選択し移動対象とし、「wall」は固定対象としました。
Applyボタンをクリックします。
動かす方向と大きさをMoving Vectorで設定します。 ここではX軸平行方向に1.5動かすことにします。
中心にあった球殻が右に移動しました。
Inspectionで内部セルを観察しても移動した境界面と固定面の間を補間するように内部点が動いていることが示されます。
固定面付近の内部点は移動面にひきずられ移動し、移動面付近の内部点は固定面に引っ張られて移動が遅れるため、境界層を持つメッシュの場合、移動後の境界層の直交性が保てない場合があります。
Fixed Boundary Marginは固定面からその距離内にある内部点も一緒に固定し、Moving Boundary Marginは移動面からその距離内にある内部点も同じ距離を移動させるようにします。
Fixed Boundary MarginやMoving Boundary Marginを広げて境界層がその範囲に入るようにしたことで、直交性を保った移動変形ができます。
その他の設定値をデフォルトのままX方向に+1.5移動させると、移動面ductと固定面wallの境界付近で不均一に詰まり、これ以上移動させると境界の隣にある節点が外に飛び出します。
Outline Effectable Lengthは移動面上の各節点と固定面-移動面境界線からの距離のうち最大値として与えられ、その範囲内にある移動面上の点は均等に移動するように調整されます。
この例ではductとwallの境界線から距離10以内にあるductおよびwall上の節点が均等に移動するように調整されました。
Slide Modeに切り替えるとEffectable Lengthが有効になります。
移動面からEffectable Lengthの距離内にある固定面上の点は面の法線方向を拘束された移動が可能になり、固定面上をスライドするようになります。
Slideモードにした影響で球核奥側のwallも移動面から30以内の点ならばスライド移動している様子がみられます。
Extrude
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円筒方向に押し出す
従来の押し出し方向の指定は、境界面ゾーンの平均法線、各節点について周囲面の平均法線、そして任意のベクトル指定による並進の三種類でした。 ver.1.9.18ではこれらに加え新たに指定した円柱座標系で半径Rの増減方向に押し出しを指定できるようになりました。 |
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[メニューバー]→[Edit]→[Extrude]
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押し出す境界面の選択
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Extrusion DirectionにSet Radial Directionを選択
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中心軸と一致する座標軸、または中心軸方向と軸が通過する点を指定する
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その他各種パラメータの設定
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Applyボタンをクリック
これから図のようなZ軸を回転中心とした回転体の一部を回転半径方向に引き伸ばします。
メニューバーのEdit → Extrude…を選択します。
まずは押し出す境界面ゾーンを選択します。
Selectボタンをクリックします。
境界面ゾーンの選択ウィンドウが開くので、ここでは境界面ゾーン"outflow-outsize"を選択します。
ゾーン選択ウィンドウのApplyボタンをクリックします。
ゾーン選択ウィンドウが閉じ、一つ以上のゾーンを選択したことによって他の設定項目が操作可能になります。
押し出し方向をモデルの回転軸に対して半径方向にしたので、Extension DirectionをSet Radial Directionに変更します。
すると回転軸方向と回転中心の設定項目が展開されます。
回転体の軸がZ軸と一致するのでAxisをZに設定します。
押し出しによって追加される側面がわかりやすいようにOptionsのCreate New Face ZoneをONにします。
Applyボタンをクリックします。
回転半径方向に"outflow-outside"が押し出されました。
Extension DirectionにZone Avarage Normalを選んだ場合と比較すると確かにZ軸に対して広がる方向に延びていることがわかります。
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サーフェスメッシュを押し出す
従来の押し出しは、指定した境界面にセルが接続されているボリュームメッシュのみで可能でした。 ver.1.9.18ではセルが接続されていないサーフェスメッシュを押し出して閉じていないサーフェスメッシュから閉じた領域を作り出したり、押し出した領域をセルで満たして厚みを持たせたボリュームメッシュにすることができるようになりました。 |
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[メニューバー]→[Edit]→[Extrude]
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押し出す境界面を選択
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Extension Direction → Inverse Directionで表方向裏方向かを指定
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Create Cellで押し出し領域をボリュームメッシュにするかを指定
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その他各種パラメータの設定
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Applyボタンをクリック
図のようなセルがなく境界面のみで構成された閉じていないサーフェスメッシュを押し出します。
同様にメニューバーからEdit → Extrudeを選択します。
ボリュームメッシュ時と同様に境界面を選択したら、Extension SpanがLengthになっていることを確認し、伸長距離を入力します。
Extension Direction のInverse Directionで、元の境界面の裏側方向に伸長方向を変えることも可能ですが、ここでは表方向のままにします。
Applyボタンをクリックします。
wallが押し出され閉じたサーフェスメッシュになりました。
OptionsのCreate Cellを有効にすると、押し出した空間内が柱体セルで満たされることでボリュームメッシュにすることができます。
OptionsのCreate Cellを有効にしてExtrudeを実行した結果をInspectionなどで観察すると、たしかに内部にセルができていることがわかります。
Fuse Surfaces
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近接した重複面を統合する
指定した境界面のうち近接した面を統合し節点同士を結合します。 |
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[メニューバー]→[Edit]→[Fuse Surfaces]
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統合する境界面を選択する
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トレランスを調整する
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Applyボタンをクリック
図のようにほぼ同形状な面同士が近接した状態で配置された二つのパーツを結合させます。 なお、ここでは比較のため図左下の近接面のみを結合させます。
メニューバーから「Edit」→「Fuse Surfaces」を選択します。
Fuse Surfacesウィンドウが表示されるので、まず結合させる境界面を選択します。
Selectボタンをクリックします。
境界面ゾーンの選択ウィンドウが開くので近接している面があるゾーンを選択します。
ここではoutflow-1-2とinflow-2-2を選択します。
Applyボタンをクリックします。
選択されたゾーンがFuse SurfaceウィンドウのSelected Boundary Listに登録されます。
Tolerance Ratioにモデルサイズに対する節点が取りうる誤差の比を入力してApplyボタンをクリックします。
結合処理が終了すると結合された節点と境界面の数が表示されます。OKボタンを押してダイアログを閉じます。
Fuse SurfacesウィンドウもCancelボタンをクリックして閉じます。 すると図のように左下の近接していた境界面が統合されなくなっていることが確認できます。