2008 Fiscal Year Annual Research Report
マルチフィジックス有限要素解析法と複数コイル系による電磁誘導加熱方式の研究
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19560289
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
島崎 眞昭 Fukui University of Technology, 工学部, 教授 (60026242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 哲司 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20238976)
美舩 健 京都大学, 工学研究科, 助教 (20362460)
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| Keywords | マルチフィジックス / 連成解析 / 電磁誘導 / マルチグリッド法 / モルタル有限要素法 |
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| Research Abstract |
(1)誘導加熱設計のためのマルチフィジックス有限要素解析ソフトウェアの開発
誘導加熱現象のシミュレーションのために、電磁気学的現象と熱伝導現象を扱うマルチフィジックス限要素解析コードの開発を行った。開発解析コードでは、ステップバイステップ法による非定常解析によって温度場の解析を行う。ただし、電磁気学的現象についての時定数は熱伝導に関するそれより。十分小さいとみなし、温度場解析の各ステップにおいて時間調和磁界解析を行うことで、各ステップにおける渦電流密度・ジュール熱分布を計算する。磁界解析における未知数はベクトルポテンシャルでめる。これにより、導電率などの材料定数の温度依存性等も考慮したマルチフィジックス連成解析が可能である。磁界・温度場ともに軸対称分布を仮定したモデルを対象とし、 Fortran95/2003によリマルチフィジックス有限要素解析コードを開発した。
2)マルチフィジックス有限要素解析の高速性・柔軟性の向上
最適化計算において評価値の計算は多数回反復されるので、評価値計算に使用するマルチフィジックス有限要素解析を高速化することが計算コストの観点から重要である。また対象とするモデルの複雑化に対応するために解析ソフトウェアの柔軟性を向上させることも求められる。前年度に引き続き代数マルチグリッド法の高速化、扁平要素から導かれる連立一次方程式の前処理法の研究を進展させIEEE国際会議、電気学会国内会議に発表し, IEEE雑誌論文に論文を発表した。
(3)複数コイルを使用する誘導加熱系の最適設計
複数コイルを使用する誘導加熱系の最適設計に関する検討を行った。パラメータ探索には前年度迄に開発したμGAを用い、評価計算には前述のマルチフィジックス有限要素解析コードを使用した。金属加工を想定した誘導加熱の例題につき最適設計を行い、μGAにより良好なパラメータが得られることが示された。
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