CONVERGEオートノマスメッシング熱流体解析プログラム
アドオンツール
Polygonicaアドオンツール for CONVERGE Studio (別途有償)
Polygonicaは、膨大な数のポリゴンの欠陥を高速で修復するツールで、コンピューターハードウェアの性能向上とともに、様々な開発要求に対応してきました。すでにラピッドプロトタイピング、リバースエンジニアリング、3Dムービー、ゲーム、CFD・FEAメッシング、CAD・CAM・CAE分野において多くの実績があります。
Polygonicaアドオンツール for CONVERGE Studioは、このPolygonicaの下記の機能をCONVERGE Studioにアドオンしたツールキットです。
- 表面セルの粗化（Coarsen）
- ブーリアン演算（Boolean）
- 自動ヒーリング（Healing）
※Polygonicaアドオンツール for CONVERGE Studioは、CONVERGE 2.3よりご利用いただくことができます。
表面セルの粗化（Coarsening）
粗化のターゲットオプション
- 最大許容変位指定（Max Error）
- 最大セル数指定（Min cells）
- 最大変位+最大セル数指定
粗化と同時に形状修正も可能
- 穴の自動修正（Close geometry, Fill holes）
- インターセクション回避（Avoid new self-intersections）
粗化要素の指定オプション
- オリジナルの外側・内側共存の粗化（Simplify mixed）
- オリジナルの外側を粗化（Simplify outside）
最大変位指定による粗化の例
- オリジナルと粗化された表面セルの最大許容変位を指定（処理時間は約3秒程度）
最大セル数指定による粗化の例
- オリジナルと粗化された表面セルの最大セル数を指定（処理時間は約3秒程度）
Polygonicaと標準機能の比較
CONVERGE Studioにも標準機能として表面セルの粗化機能があり、Polygonicaと同じく、最大許容変位や最大セル数指定による粗化が可能です。
以下に示す通り、標準の粗化機能に比べてPolygonicaによる粗化のほうが、より形状再現性が高いことがわかります。
粗化によるソルバーメモリ使用量の削減と計算時間の短縮
粗化によってCONVERGEのソルバーが格納する表面セルの数が少なくなるため、メモリ使用量の削減が可能です。
ブーリアン演算
互いに交差する2つのサーフェスについて、以下の演算が可能です。
- 和（Union）
- 積（Intersection）
- 差（Difference）
サーフェスの分割
点とその法線方向を指定することで、表面セルを分割することができます。
自動ヒーリング（Healing）
自動ヒーリング機能によって、穴や交差や法線ベクトルの不一致、微小な面積を持つ表面セル、オーバーラップサーフェスなど、サーフェスが持つエラーを効率的かつ自動的に修正することが可能です。
自動ヒーリング機能は、サーフェス全体に対して適用することも、境界ごとに個別に適用することもできます。
- トレランスの指定 (Stitch tolerance)
- 穴埋め手法の指定 (Fill holes)
- 保持する要素の指定
- 最大サーフェスのみを残す(Keep the largest shell)
- 全てのサーフェスをを残す(Keep all shells)
エンブレム形状に対する自動ヒーリング例
- オリジナル形状
CONVERGE Studioの自動診断によって、この表面セルには、9,914の自己交差、、3,744の非多様体、43のフリーエッジがあることがわかります。
- 自動ヒーリング後の形状
オリジナルサーフェスでは接続されずに交差していた各部品が修正され、自己交差、非多様体、フリーエッジがなくなったことがわかります。（処理時間は約40秒程度）
穴のあいた球に対する滑らかな穴埋めの例
オリジナルサーフェスは、大きな穴の空いた球形状です。Polygonicaの穴埋め方法を、デフォルトの"Auto"から"Smooth"にすることで、既存表面セルの接線方向を考慮した穴埋めが可能です。これにより、オリジナルに近い曲率を再現することができます。
人体モデルを使用した自動ヒーリング例
- オリジナル形状
この人体モデルは、頭・首・腕・胸などの各パーツが個々に独立して作成されています。また内部には、関節のような部位が存在します。
表面セルの自己交差62,636、非多様体24、フリーエッジ42のエラーが存在します。
- 自動ヒーリング処理後
各パーツが正しく接続されていることがわかります。また、自動ヒーリング処理方法をデフォルトのKeep all shellsとしているため、内部の要素も削除されずに残すことができます。
車体モデルを使用した自動ヒーリング例
Polygonicaの自動ヒーリング処理は非常に強力ですが、オリジナル形状に致命的な問題がある場合には、全自動では修正できない部分が残ります。ここでは、自動ヒーリング処理後に残っている問題を確認し、必要に応じて一部をマニュアルで修正後、再度Polygonicaによる処理を行う操作をご紹介します。
- オリジナル形状
表面セル数47,164で、表面セルの自己交差3,325、非多様体162、フリーエッジ1340のエラーが存在します。
- 自動ヒーリング後の形状
サーフェスの自己交差3,325、非多様体162、穴は1,340から0になりました。リア底部以外は、自動ヒーリングによって修正することができました。問題個所を確認すると、オリジナル形状に致命的な問題があることが分かります。ここでは、一旦オリジナル形状に戻り、問題個所の表面セルを削除した後に、再度自動ヒーリングを実施しています。また、小さなトレランスを指定することで、微小形状を再現しました。
車体モデルを使用した自動ヒーリングと粗化の例
ヒーリング処理と粗化を同時に処理することができます。表面セル数を504,118から22,090へ減らし、表面セルの自己交差を10,396から0とすることができました。
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