2019 Fiscal Year Annual Research Report
Parallel-in-Space-Time Electromagnetic Field Analysis of Electric Machines for Accurate Loss Estimation
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17K06323
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
高橋 康人 同志社大学, 理工学部, 准教授 (90434290)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 並列計算 / 並列計算 / 有限要素法 / 磁気特性 / 高効率化 / 領域分割 / 時間分割型並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間的にも時間的にも大規模問題である実規模電気機器の高速・高精度な損失評価を目指し，本研究では空間分割型並列計算法と時間分割型並列計算法を融合し両者の特長を活かした新しい並列有限要素法の構築を目的とする．最終年度は，研究課題の総まとめとして重点的に成果発表を実施した．
まず，領域分割型並列有限要素法と代表的並列時間積分法（時間分割型並列計算法）であるPararealを組み合わせた空間分割・時間分割併用型並列計算法については，かご形誘導電動機の始動特性解析を例題として性能評価を行った．本内容は，当該分野の代表的国際論文誌に投稿し，掲載されている．さらに，かご形誘導電動機に定常状態解析について，回転子バーの本数と極数に基づいて決定可能な特定のすべりにおいて成立する多相交流の時間周期性を考慮した並列化TP-EEC法を開発し，電磁界解析分野最大の国際会議で発表するとともに，論文誌に投稿して掲載されるに至っている．
研究期間全体を通じて，電気機器の定常状態解析を対象として領域分割法と並列化TP-EEC法を組み合わせた空間分割・時間分割併用型並列有限要素法を開発し，三相三脚変圧器やインバータ駆動埋込磁石型同期モータの損失評価を達成した．また，電気機器の過渡現象解析にも適用するために，領域分割法とPararealを組み合わせた空間分割・時間分割併用型並列有限要素法を提案し，かご形誘導電動機の全電圧始動時の特性評価を実施した．さらに，磁性材料の磁気特性データベースを拡充し，ヒステリシスを考慮した実用的な後処理鉄損算出法の開発も行った．これらの内容は国内外の研究会・国際会議にて発表し，また研究成果は複数の論文として学術誌にまとめている．本研究の成果により，並列磁界解析技術に基づく高効率電気機器設計・開発のさらなる高度化が期待される．
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