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■論文No. 1471
■ページ数 83ページ
■発行日
2020/03/10
■タイトル 電磁界解析の高精度化技術
■タイトル(英語) Improving Accuracy of Electromagnetic Field Analysis
■著者名 電磁界解析の高精度化技術調査専門委員会
■著者名(英語) Investigating R&D Committee on improving accuracy of electromagnetic field analysis
■価格 会員 ¥4,296 一般 ¥6,138
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【B】電力・エネルギー部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード 磁気特性,電磁力,モデル縮約法,大規模計算,最適設計/magnetic characteristics, electromagnetic force, model order reduction, large-scale computation, optimal design
■要約(日本語) 近年、電磁界解析技術は高速化技術や材料特性のモデル化技術により大きく進歩した.これら技術を産業界で利用するためには,製品の小型化や高周波化に伴うさらなる高精度化が求められている.本技術報告書はこれら要望にこたえるために2016年から3年間にわたり調査研究を行った結果をまとめたものである.
第1章ではヒステリシス特性、異常渦電流損や磁気特性の応力依存性のモデル化,また磁性体の変形や振動の原因となる電磁力の計算方法などが述べられている.第2章では大規模問題を解析精度を損なわずに小さな方程式に変換するモデル縮約法がまとめられている.第3 章では高精度化のための大規模計算技術として,空間分割・時間分割併用並列計算や階層型領域分割による並列解析、過去の求解プロセスを利用した誤差修正法による高速化などが述べられ、「京」による具体的な大規模計算の例が示されている.第4章では最適設計手法の展開についてまとめられており、随伴変数法によるトポロジー最適化,確率的トポロジー最適化,深層学習を援用したトポロジー最適化が述べられ,IH 調理器に使用する鍋寸法の設計例が紹介されている.
本報告書は電磁界解析の最近の技術をまとめたものであり、電磁界解析ソフトウェアを開発する場合はもちろんこれらソフトウェアを使って製品開発を行う技術者にとっても貴重な内容が含まれている.
■要約(英語) In recent years, the art of electromagnetic analysis has made significant progress due to advanced computational techniques and efficient material modeling methods. In industrial applications, higher precision of the analysis is required for downsizing products and increasing operating frequencies. This technical report summarizes the results of our research for addressing these demands that is conducted over three years from 2016. Chapter 1 describes magnetic material models involving hysteresis characteristics, anomalous eddy current loss, and their stress dependence, and computation of electromagnetic force that causes deformation and vibration of magnetic materials. Chapter 2 describes methods of model order reduction that can transform a large-scale model into a small system of equations without losing analysis accuracy. Chapter 3 discusses large-scale computation techniques for high accuracy, such as parallel computation using space-time domain decomposition, parallel analysis using hierarchical domain decomposition, and speedup by error correction method utilizing earlier solution processes. Further, a large-scale application on the K computer is demonstrated. Chapter4 summarizes the recent development of optimal design methods, and describes topology optimization by adjoint variable method, stochastic topology optimization, and topology optimization with the aid of deep learning. Moreover, an optimal dimension design of pans for IH cookware is reported. This report describes the recent progress in electromagnetic field analysis, and includes valuable knowledge not only for developing electromagnetic analysis software but also for engineers who develop products using such software.
■版 型 A4
■PDFファイルサイズ 9,287Kバイト
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