2016 Fiscal Year Research-status Report
電磁界と熱伝導を融合した電動機解析のための並列計算システムの構築
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15K05936
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
河瀬 順洋 岐阜大学, 工学部, 教授 (20144735)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 並列計算システム / 発熱源 / 渦電流 / 熱伝導解析 / 連成 / 有限要素メッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多数の電動機や静止器に対して並列計算システムを用いて磁界解析を行ない、解析精度の向上のための諸条件（メッシュ分割・境界条件）を明らかにした。これにより、電動機の発熱源となる渦電流が流れる箇所のメッシュ分割の重要性が明らかになった。
単体ＰＣを用いて電動機の熱・電圧・磁界の連成解析手法を確認した。これにより、磁界と熱伝導の連成において使用する解析モデル（有限要素メッシュ）の違いが明らかになった。
すなわち、電動機の磁界解析では、時間とともに回転子を回転させた有限要素メッシュが必要になるが、熱伝導解析は磁界解析に対して時定数が大きく、かつ、入力となる発熱量自体も電気角１周期分の損失から計算されるため、熱伝導解析においては、時々刻々変化する有限要素メッシュを必要とすることはなく、１つの代表的なメッシュを用いるだけで熱伝導解析ができることが明らかになった。
また、解析モデルのメッシュが電動機全体（1/1）ではなく、周期性により周方向に1/2や1/3等になり、解析時間の短縮のため、それに応じたメッシュを用いる場合、熱伝導解析において周期境界を使用する必要があることが明らかになった。ただし、熱伝導解析では、上述の通り、磁界解析ほど詳細な時間変化を必要としないため、初期メッシュ（回転子を回転させていないメッシュ）を利用すれば、熱伝導解析において周期境界を用いなくても妥当な温度分布が計算されていることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
熱伝導解析で使用する分割図と磁界解析で用いる分割図が異なり、並列化でのデータのやりとりを再構築する必要があるため、開発がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱伝導解析で使用する分割図と磁界解析で用いる分割図の差異を埋めるための処理を構築する。
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