電磁界数値解析の有効利用技術

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1233

グループ名: 【B】電力・エネルギー部門

発行日: 2011/09/05

タイトル(英語): Effective Numerical Techniques for Advanced Electromagnetic Field Analysis

著者名: 電磁界数値解析の有効利用技術調査専門委員会

著者名(英語): Investigating R&D Committee on Effective Numerical Techniques for Advanced Electromagnetic Field Analysis

キーワード: 電磁界数値解析，大規模高速計算，磁界解析の注意事項，磁気特性モデリング，Biot-Savart則・磁気ヒステリシスプログラム／Electromagnetic field analysis, large-scale high-speed computation, modeling of magnetic properties,sample program

要約(日本語): 近年，電磁界数値解析技術は，PCクラスタやGPUによるハードウェア等の進展や，高収束特性を実現できる数値解析手法の開発により，実用機器への有効利用能力が目覚しく向上した．特に，Implicit Error Correction法，およびExplicit Error Correction法によるフレームワークの構築による各種誤差修正法を使用した離散化方程式解法の高速化，あるいは時間周期有限要素法にExplicit Error Correction法を適用した時間周期現象の高速定常解法が開発され，電磁界数値解析に大きな進展があった．さらに，実際の電磁気現象を忠実に模擬するため，積層鉄芯，磁気ヒステリシス，磁歪等の磁界解析特有のモデリング技術，実用機器の性能向上を図る最適化技術の研究も盛んに行われている．本技術報告書では，上記の広範囲におよぶ電磁界数値解析の最新の研究事例や，陥りやすいミスを要約し，以下の項目の調査結果を報告する．
（1）電磁界数値解析の要素技術の調査
（2）電磁界数値解法の新展開
（3）電磁界数値解析における落とし穴事例
（4）2次元電磁界数値解析の有効利用に残された課題
（5）電磁界数値解析のための有効利用のためのプログラム
　本報告書で要約された内容は，電磁界解析のソースプログラム開発者だけでなく，商用ソフトウェアを活用する技術者が，電磁界数値解析の現状・留意点を把握するだけでなく，最新の計算技術習得のための一助となるであろう．

要約(英語): Recently, the technology for electromagnetic field computations has been advanced drastically resulting from the development of hardware such as PC cluster and GPGPU, and the progress in computational techniques such as Implicit/Explicit error correction for fast convergence. Furthermore, the research for modeling technique such as laminated core, magnetic hysteresis and the practical design optimization has been powerfully carried out.This technology report digests the current numerical technique for electromagnetic field analysis. The main sections are composed of five components:
(1) important techniques for numerical analysis,
(2) the state of the art in numerical analysis,
(3) possible failures in electromagnetic field analysis,
(4) open problems remained in effective 2D analysis,
(5) sample programs for the Biot-Savart law and magnetic hysteresis model.
This report will be useful not only for experts of computational electromagnetics but also for the electrical machine engineers using commercial software.

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