TW200820035A - Method for generating meshes and computer-readable article for executing the method - Google Patents

Description

200820035 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種網格產生方法，特別是關於一種應用於 射出成形之模型分析的網格產生方法。 【先前技術】 般而a ’在電腦輔助工程分析（C〇mpUter Aided Ο 〇

Engineering)中，如果要進行各種數值分析方法，例如有限差分 法(FDM)、有限元素法(FEM)、有限體積法(FVM)或者邊界元 ，法(BEM)，皆必須先將模擬的物件模型在電腦上進行網格切 告,J，以使這些網格趨近於模擬的物件模型。對於三次元立體模 型而έ，即就要切割成三次元立體網格。一般來說，三次元立 體網格可分為喃，分弱四面體元素_a)、金字塔型元素 (pyramid)、角柱型元素(prism)和六面體元素作⑶幻。其中，若 將模里刀別針對X、γ、z三軸向作切害，】，則切出來的每個元 素為長方體（即為上述之hexa)，如此即可❹同堆積木的方 式丄使用長方體的實體網格堆出整個模型，如此將具有網格建 立谷易、快速，可節省大量的網格前處理時間之優點。 ，再者，在進行塑膠射出成型時必需設置流道伽肋盆 係位於模具内部，么指 )一 中，合因靜心„ °簡在流道流動的過程 流動二Λ 產生砰衡軸的現象，另外在流道中 ^ lufy•、距離不料因素，都會影響零件成型的過程細士 ==模擬分析時必需加入流道的分析才能切:實 流道的幾何雜。轉料猶立轉，崎這些罐趨近於 5 200820035 然而’由於以六面體元素(hexa)所建立之模型網格之外表 面為四邊形網格，因此在建構流道時必需以四邊形的網格表面 為基礎，向外延伸堆砌出流道區塊的實體網格，並且流道的實 體網格還須符合實際的幾何外型(例如圓錐形）。因此即有必要 提供格產生方法，而可同時魅六㈣元雜⑽)及流 i酋的绻你林剞。 【發明内容】

〇 鑑於先前技術所存在之問題，本發明乃提供一種新的網格 產生方法及可執行財法之可被電腦讀取之物品，以應用於 腦輔助工程分析。 本發明之方法主要包含以下步驟： 1.針對-模型進行網格_，以產生複數個模型網格。 2·在該模型上建立一流道。 3. 針對該流道進行網格_，以產生複數個流道網格；以及 4. 4正雜型與辦道之—鄰接區之複數個流翻格或模型 網格，以使各個位於該鄰接區之複數個流道網格或模型網 格之各個節點相互對應。 一在本發明之-實闕巾，本伽储由捕型上建立至少 j線’ °又定紅少—條線之屬性為流道；以及設定流道之管 徑大小之方式而形成該流道。 ，本發明之一實施例中，本發明係以在該鄰接區中距離模 繁之複數個流道網格4—層流道網格距離其截面中心 之位置具有8N_4個流道網格；以及距離模型較遠之複數 6 200820035 個流道網格之每-層流道網格距離其截面中心第Ν近之位 有16Ν-8個流道網格之方式進行網格切割。 /、 ζ) 應關係 在本發明之-實施例中，本發明係以在該鄰接區中距 型較近之複數個流道網格之各層流道祕之截面中心為/、 礎’幅射狀地將距離該截面中心第Ν近的8Ν_4個流道網^之各 侧格_為2_格，以㈣成為總共跡_輯網格；並 且建立距離賴魏近之該跡8織_格之各個節點 對應的距賴魏遠之祕8顧義格之各㈣闕相轉 此外’本發明另外提供一種可被電腦讀取之物品，其可 用於電腦輔助卫程分析中，其中該物品包括有可記錄程^碼: 媒介，該齡包财可執行本發明之_產生方法之第 碼、第二程式碼、第三程式碼以及第四程式碼。 " 【實施方式】 ❹ *為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明 懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下。 本發明首先提供一種網格產生方法，以下請參考圖^關於 發明之網格產生方法之步驟流程圖。如圖丨所示，本發之 網格產生方法主要包含步驟S1卜S12、S13以及S14。" 如圖1所示’本發明首先進行步驟S11，針對一模型 網格切割’以產生複數健_格。在先前技術巾，合要 =型的電腦輔助工程分析CAE (CGmputer Aided E二_) 或數值分狀前’必須先將賴㈣立顏财電耻進行網 7 200820035 體:;::、，對於士次元立體模型而言，即必需切割成 、+σ，並且二次兀立體網格可分為四類：四面體元 面字塔型元素(Pyramid)、角柱型元素(prism)以及六 傕八。通常*言’曝的品f好壞會直接影響到數 值刀析的料性，同時也就影響結果的判讀。 在本發明之1施例中’本發明在步驟si ㈣式建立網格，脚龍型分騎對其χ、γ、^個轴向 Ο ❹ 、行刀d使得切副出來的每個網格元素為長方體（即為上述 之㈣。以下請參考圖2關於依據本發明之-實施例所建立 之模型網格。如圖2所示，本發明在步驟叫中係以;^的 方式建立、、罔格’如同以堆積木的方式，使用複數個六面體(長 方體)的網格10堆出整個物件模型100。本發明以狀1方式 建立網格之優點是其建立容易、快速，並可節省大量的網格^ 處理時間。此外’在本發明之一實施例中，本發明可由電腦輔 助設計模型（CAD modeling)或者三角網格格式槽案(STL)產 生複數個六面體網格10。由於如何藉由v〇xel方式建立網格之 技術以及如何由電顧助設频型或STL格式觀取得^格 之技術係屬熟悉此項技術者所週知，在此不予贅述。惟此處需 注意的是，在步驟S11中，本發明所產生的複數個六面體網$ 10係為複數個實體網格(solid mesh)，以供進行真實的三維模 型分析。 〃、一、、 接著，本發明進行步驟S12，在模型上建立一流道 (Runner)。如圖1所示，在本發明之一實施例中，步驟 可進一步包含以下步驟··步驟121 ·•在該模型上建立至少一條 線；步驟S122 ··設定該至少一條線之屬性為流道；以及步驟 200820035 S123 ·設定該流道之一管徑大小，以供形成該流道。圖3即顯 示本發明藉由步驟S12在模型100的複數個六面體模型網格 10上建立流道20之示意圖。 Ο Ο 接著，如圖1所示，本發明在進行完步驟S11及S12產生 複數個模型網格1〇及流道2〇之後，即進行步驟si3，針對該 流道進行網格切割，以產生複數個流道網格。圖4即顯示本發 明藉由步驟S13建立複數個流道網格22之示意圖。如圖4所 示，本發明可藉由步驟S13在模型1的複數個六面體模型網格 1〇上建立起流道20之複數個流道網格22。。惟此處需注意的 是，由於在步驟S11中所建立的是其截面呈四邊形的複數個六 面=¼型網格1〇，因此如圖4所示，在步驟S13中建構複數 個"iL道網格22時必需以截面為四邊形的複數個模型網格1〇之 網格表面為基礎，以符合流道2〇實際的幾何外型之方式，向 外延伸堆砌出複數個流道實體網格22。因此，如圖5所示，在 本發明之-實施例中，步驟S13所建立之複數個流道實體網格 22將包括截面為三角形的流道實體網格23以及截面為四邊形 的六面體流道實體網格24，但本發明並不以料限，流道實體 、、罔秸22也可僅包括截面為三角形的流道實體網格μ。 另外，在步驟S11及S13中，本發明可以自動地產生均勻 的(Unif〇rm)複數個模型網格1〇以及流道網格22 ;也可以自動 ^產生自調式的(adaptive)模型網格1〇以及流道網格U，使得 罪^圖4之鄰接區A處產生較密集的複數個網格，以達到更佳 由於自調式網格產生方法為本技術所屬技術領域 中〃、有通$知識者所熟悉，在此不予贅述。 接著，本發明進行步驟S14，修正如圖4所示之模型與流 200820035 道之鄰接區Α之複數個流道網格或模型網格，以使位於鄰接區 A之複數個流道網格22或模型網格10之各個節點分 Ο Ο 應。由於在步驟S13巾’本發明係以截面為四邊形的複數個模 型網格10之網格表面為基礎，以符合流道2〇實際的幾何外型 之方式，向外延伸堆砌出複數個流道實體網格22，因此如果流 道20之幾何外型為如圖3及圖4所示之圓錐狀，則在模型^ 流道之鄰觀A將形成如圖6A所狀截—三訪的流二 體，23^及如圖犯所示之截面為四邊形的流道實體網格 。因此’在步驟S14巾，本發明接著即修正這些鄰接區a ^複ί個網格，以使複數個網格23之各個網格的節點與複數 個網格24之各個網格之節點相互對應，如此才能進行進一 + 的分析。 y 如圖6A所示，複數個網格23是以其截面中 。 離截面中心苐—近的位置上具有u'inn 16、Π及料8個網格(16χ1_8 = 8)。同樣 所、 複數個網格24是以錢面中心第⑽之位置1 =首 排列。舉例而言，其距離截面中心第—近的= =1、2、3及4等4個網格(8^_4=4)。因此，如圖6 ^驟SM中，本發明即以複數個網格24 虚’ 幅射狀地將雜職面巾心第n賴8N_4^m =為2個網格，以使其成為總共·8 = 稷數個網格24之數目與複數個網格23之=如=可使 發明即可建立距離截面中相4 °接者，本 節點與距離截φ巾、 目網格24之各個 戰〒Μ近的娜8個網格23之各個節點的 200820035 :二::關：。例如’以圖6Α及圖6Β之四分之一面積為例， 網㈣盘S14，如圖7Α及圖7Β所示，建立起複數個 太於明/可固，格24之各個節點之一一對應關係。接著， 行‘型二：用巧些對應關係，計算兩者間的熱交換,藉以進 杈1 100的冷卻分析等數值分析。 限，只要，本發明並不以圖1所示之步驟次序為 Ο 了解:發:亦可進:’熟悉本發明之技術領域者應能 本發明可先進行之步驟次序。舉例而言， 在杈尘上建立一流道後，才進行步驟 Z轉進行網格切割，如此仍能達成本發明之目的。 或模型網格只流道之鄰接區之複數個流道網格 ==能相互對應，本發明亦可採用其他方式來完成 可以載面為二ί例為限。舉例而言，在步驟S14中，本發明也 為一角形的複數個網格23之截中 數個網㈣個_。域即可使複 明即可^ 數_格24之數目辦。接著，本發 與距離截面面中心第Ν近的8Ν_4個網格23之各個節點 應關係。U弟Ν近的8Ν·4個網格24之各個節點的相互對 格若本發類粒讀數贿道實體網 _ 丨本發明在步 格23之每2個網格結合為丨_格，喊其成: 200820035 夢由將議逾^對應關或者’本發明在步驟S14中可 :=:Γ心第N近的8N·4個模型網格 與距離截面中心第N近的丨购個流道網格2固=的 相互對應關。 物lif 考圖8’本發明另外提供-種可被電腦讀取之

=’ ”可應用於電腦輔助工程分析中，其中該物品8〇包 舌有:記錄，式碼之媒介81，該媒介81包括有下列之程式 H—Λ式碼81卜可執行本發明之網格產生方法之步驟 式碼812，可執行本發明之網格產生方法之步驟 ’弟-¾式碼813，可執行本發明之網格產生方法之步驟 S13 ;以及第四程式碼814，可執行本發明之網格產生方法之 步驟S14。由於各個程式碼所執行之功能已於前詳述，因此以 下不再贅述。 综上所述’本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示 其迴異於先前技術之特徵。惟需注意的是，上述實施例僅為例 不性說明本發日狀原理及其魏，㈣祕限制本發明之範 圍。任何熟於此項技術之人均可在枝穌發明之技術原理 及精神下，對實施例作修改與·。本發明之權娜護範圍應 如後述之申請專利範圍所述。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之網格產生方法之步驟流程圖。 圖2係依據本發明之方法建立模型網格之示意圖 200820035 圖3係依據本發明之方法在模型上建立流道之示意圖。 圖4係依據本發明之方法建立流道網格之示意圖。 圖5係依據本發明之流道網格之示意圖。 圖6A係依據本發明之截面為三角形的流道網格之示意圖。 圖6B係依據本發明之截面為四邊形的流道網格之示意圖。 圖6C係依據本發明切割流道網格之示意圖。 圖7A及圖7B係依據本發明之各個節點之一一對應關係示意 圖。 〇 圖8依據本發明之可被電腦讀取之物口之示音圖。 【元件代表符號說明】 模型100 複數個模型網格10 流道20 複數個流道網格22 截面為三角形的流道網格23

U

截面為四邊形的流道網格24 鄰接區A !4、15、16、17、18 網格 1、2、3、4、11、 可被電腦讀取之物品80 可記錄程式碼之媒介81 第一程式碼811 弟一程式碼812 第三程式碼813 第四程式碼814

Claims (1)

1. 200820035 抬^、申請專利範圍： 1· 一種網格產生方法，包含以下步驟： 針對-模型進行網格切割’以產线數個模型網格 在该模型上建立一流道（Runner); 針對該流道進行網格_，以產缝數健道網格； 修正該模頻誠道之—鄰純之魏健道網格或 格’以使各個錄該_區之·健義格或模型 個節點相互對應。 模型網 網格之各 其中在該模型上建立該 〇 2·如申請專利範圍第1項所述之方法 流道之步驟包含以下步驟·· 在該模型上建立至少一條線； 没定該至少一條線之屬性為該流道；以及 設定該流道之一管徑大小，以供形成該流道。 ^申請專利範圍第i項所述之方法，其中在該鄰接區中距離 該模型較近之複數個流道網格之每一層流道網格距離其截面 中心第N近之位置具有8Ν·4個流道網格；並且在該鄰接區中距 〇 離賴魏遠之複數贿道網格之每—層流_格距離其截 面中心第Ν近之位置具有16Ν-8個流道網格。 4.如申請專職㈣3項所述之方法，其巾修正該模型與該流 道之钟接區之複數個流道網格或模型網格之步驟包括以 步驟： 以距離該模型較近之複數個流道網格之各層流道網格之截面 中心為基礎，幅射狀地將距離該截面中心第Ν近的8ν_4個产道 網格之各_格_為2個網格，以使其成為總共祕物^ 網格；以及 200820035 建立距離該模型較近之該16N_8個流道網格之各個節點與相對 應的距離該模型較遠之16N-8個流道網格之各個節點的4目互對 應關係。 ^ 5·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中修正該模型與該流 道之一鄰接區之複數個流道網格或模型網格之步驟包括/以下 步驟： 以距離該模型較遠之複數個流道網格之各層流道網格之截面 中心為基礎，幅射狀地將距離該截面中心第N近的16n_8個流道 〇 娜之每2_格結合糾_格，錢其成為總共抓4個流道 網格；以及 建立距離該模型較遠之該8N_4個流道網格之各個節點盥相對 應的距離難錄近之抓4織_格之各個節點的相 應關係。 6·如申w專利|&圍第1項所述之方法，其中該複數個模型網样 之每-層模型網格距離其截面中心糾近之位置具有8队4個模 型網格；並且該複數個流道網格之每一層流道網格距離其截面 CJ 中心第Ν近之位置具有16ν_8個流道網格。 /、 7、·如申請專利範㈣6項所述之方法，其中修正賴型與該流 道之鄉接區之複數個流道網格或模型網格之步驟包括以下 步驟. 以各層模型網格之截面中心為基礎，幅射狀地將距離該戴面中 心第Ν近的8Ν-4個模型網格之各個網格切割為2個網格，以使i 成為總共16Ν-8個模型網格；以及 /、 建立該16Ν-8個模型網格之各個節點與相對應的該跡8個流 道網格之各個節點的相互對應關係。 爪 200820035 8.如申請專鄕㈣6柄狀方法，其巾修正該模型與該流 道之鄰接區之複數個流道網格或模型網格之步驟包括以下 步驟： 以^層"u_道、’祠格之截面中,^、為基礎，幅射狀地將距離該截面中 心第N近的跡8個流道網格之每2個網格結合為亂網格，以使 其成為總共8N-4個流道網格；以及 建立該8N-4個流道網格之各個節點與相對應的該刚個模型 網格之各個節點的相互對應關係。

   9.如申明專利圍第！項所述之方法，其中在產生複數個模型 網格之步驟巾，係自動地依_模型之—幾何形狀， 數個六面體模型網格。 ％ ，广ΓΓ利範圍第1項所述之方法，其中所產生之複數個 核型網格或複數個流道網格係為係為複數個實體網 mesh) 〇 Π.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中係自動地產 勾_f_)的·__格或魏滅道網格。 二ΓΠ專:範圍杳第1項所述之方法’其中係自動地產生白 调式_ptlve)的喊個模型網格或複數個錢網格，1 Γ區的複數個模型網格或複數個流道網格， 13 · 一種可被電腦讀取之紙口 jt么产扣 ,甘士分仏σ A、物σσ，係應用於電腦辅助工程分析 ，_之峰灿叶該媒介 !生=:模列機制：針對一模型進行網格切割，以 第二程式碼’以執行下列機制：在該翻上建立-流道； Ο Ο 200820035 鄰接區之魏__格或與該”之一σ 之複數個流道網格或模型網格之各^點相於該鄰接區 :二如=，13項所述之可被電腦讀取:物品，其中 该弟式碼包含—程式碼，以執行下列機制： 在该模型上建立至少一條線； 設定該至少-條線之屬性為該流道；以及 設定該流道之-管鼓小，以供形成該流道。 申請專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 :弟二程式碼包含一程式碼，以執行下列機制：在針對該流道 、行、醜切副日守，使得該鄰接區中距離該模型較近之複數個流 〇罔格之每—層流道網格距離其截面中心第Ν近之位置具有 8NjH固机道網格；並且使得該鄰接區中距離該模型較遠之複數 個流道網格之每一層流道網格距離其截面中心第N近之位置具 有16N_8個流道網格。 W二如申叫專利範圍第15項所述之可被電腦讀取之物品，其中 及第四私式崎包含_程式碼，以執行下列機制： 、、、離及模型較近之複數個流道網格之各層流道網格之截面 6中〜為基礎’幅射狀地將距離該截面中心第Ν近的8Ν-4個流道 、、罔格之各個網格切割為2個網格，以使其成為總共16Ν-8個流道 網格；以及 200820035 建立距離該模型較近之該16N-8個流道網格之各個節點與相對 應的距離該模型較遠之16N-8個流道網格之各個節點的相互對 應關係。 17·如申請專利範圍第15項所述之可被電腦讀取之物品，其中 該第四程式碼包含一程式碼，以執行下列機制： 以距離該模型較遠之複數個流道網格之各層流道網格之截面 中心為基礎，幅射狀地將距離該截面中心第N近的16N_8個流道 、、罔格之母2個網格結合為1個網格，以使其成為總共個流道 (1 網格；以及 建立距離該模型較遠之該8N_4個流道網格之各個節點盥相對 離賴難狀刚賊道轉之各㈣朗相互對 =如申請專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 2私式碼包含—程式碼，峨行下顺制：使得該複數個 衫網格之每型麟雜其截 Ο 版-4個模型網格;並且該第三程式碼包含一程式 3 ΪνΪΓ複數個流道網格之每—職道娜距離其截面 中〜弟Ν近之位置具有16Ν_8個流道網格。 :亥9第第18項所述之可被電腦讀取之物品，其中 ' r碼匕含—程式碼’以執行下列機制： 第’幅射㈣將轉該截面中 成為總伽销模型曝=勸__格，以使其 道網格之細應咖6職流 Ο Ο 200820035 2? 口申請專利範圍第18項所述之 該第四程式碼包含-程式碼，以執行下列機制取之物口…、中 面巾μ基礎，幅綠地將麟該截面中 置七二it _目4翻格之每2侧格結合為麻網格，以使 其成為總共8N-4個流道網格；以及 建立4 8N 4個肌道網格之各個節點與相對應的該跟_4個模型 網格之各個節點的相互對應關係。 21·如申明專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 在產生複婁丈個模型網格時，係自動地依照該模型之一幾何形 狀，而產生複數個六面體模型網格。 22·如申請專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 所產生之複數個模型網格或複數個流道網格係為複數個實體 網格。 23·如申請專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 係自動地產生均勻的複數個模型網格或複數個流道網格。 24·如申請專利範圍第13項所述之可被電腦讀取之物品，其中 係自動地產生自調式的複數個模型網格或複數個流道網格，其 中在該鄰接區產生較密集的複數個模型網格或複數個流道網 格0