コンター図 — CAE用語解説

そう、コンター図（Contour Plot）だ。応力・温度・変位などのスカラー量を空間的に色で可視化したもので、CAEの後処理でほぼ必ず使う。名前の由来は「等高線（Contour line）」——同じ値の点をつないだ線を引くと地図の等高線みたいになるからだ。ParaView、ANSYS Mechanical、Abaqus CAEどれでも最初に使うのがこれで、「赤いところが高い、青いところが低い」というカラースケールに体が慣れることがCAEエンジニアの第一歩だよ。

まずカラースケールの最大・最小値を確認する。デフォルトスケールは結果の全範囲を自動で割り当てるから、外れ値が1点あると残り全体がほぼ同じ色になってしまうことがある。例えば応力集中している1点だけ2000 MPaで、他は100〜300 MPaの範囲なら、スケールを100〜500 MPaに固定して可視化した方が分布の違いがよく見える。次にグラデーションが急激に変わっている場所——そこが応力集中や温度勾配が急な箇所だ。

FEM要素の境界で値が不連続に見える場合に、隣接要素の値を平均して滑らかにする操作だ。AbaqusではAveraged（節点平均）とUnaveraged（要素ごと）の切り替えができる。応力のコンター図では節点での応力は隣接要素の平均値を使うのが一般的だが、材料境界や力の集中点では平滑化すると誤差が見えにくくなる。「要素応力のコンター図でパッチワーク状にカラーが不連続になる」のはメッシュが粗いサインで、細分化が必要だという判断基準になる。

よくあるのが「赤いから危ない」という思い込みだ。デフォルトのカラーマップは最大値が赤だから、例えば熱流束コンター図で赤の場所を「応力が高い」と誤読してしまうケースがある——物理量の種類をちゃんと確認することが大事。もう一つは「滑らかに見えるから精度が高い」という錯覚だ。高次要素は内部で滑らかな変化を表示するが、解の精度は別問題——メッシュ収束確認なしに滑らかなコンター図を信じると危ない。

ParaViewのSliceフィルターで断面を取るのが基本だ。3Dモデルの内部応力分布を見たいとき——例えばエンジンブロックの内部温度分布——はSliceで垂直断面を作ってコンター図を表示する。特定の面上のみ表示するにはExtract Surfaceフィルターが使える。Clip（切断）やThreshold（値でフィルタリング）と組み合わせると「応力500 MPa以上の領域だけ表示する」という可視化もできる。これらをpipelineで組み合わせるのがParaViewの強みで、スクリプト（pvpython）で自動化もできるよ。