円形導体の表皮・近接効果のための拡張有限要素法を用いた渦電流解析に関する検討

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SA23017,RM23017

グループ名: 【B】電力・エネルギー部門 静止器/【D】産業応用部門 回転機合同研究会

発行日: 2023/02/27

タイトル(英語): A study of eddy current analysis using extended finite element method for skin and proximity effects in round wires

著者名: 比留間 真悟(京都大学)

著者名(英語): Shingo Hiruma(Kyoto University)

要約(日本語): 有限要素法により渦電流解析を行う場合には，表皮深さを考慮した空間分割が重要であることが知られている。高周波数において表皮深さは非常に小さい値になり，これを考慮した空間分割を行うと計算コストが膨大になる問題がある。この問題に対して拡張有限要素法を使うことで未知数の増加を抑えつつ，低周波数から高周波数まで精度よく計算可能な手法が提案された。本報告では，円形導体の表面を粗いメッシュで表現することにより精度が悪化する問題を示す。この問題に対して厳密な曲面表現手法とベッセル関数をエンリッチ関数として利用することによって精度が大幅に改善することを示す。

要約(英語): The spatial discretization considering the skin depth is important when performing eddy current analysis using the finite element method. At high frequencies, the skin depth becomes very small, and the computational cost becomes enormous to accurately calculate the eddy currents. To solve this problem, the use of the extended finite element method has been proposed, which can be used to accurately calculate the eddy currents from low to high frequencies without considering the skin depth. In this study, we demonstrate that the accuracy deteriorates when the surface of a cylindrical conductor is represented by a coarse mesh. We show that the accuracy is significantly improved by using an exact surface representation method and Bessel functions as enriched functions.

本誌: 2023年3月2日-2023年3月3日静止器/回転機合同研究会-1

本誌掲載ページ: 83-87 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,083 Kバイト