電気系複合シミュレータの開発と教育への適用

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25560094
• Research Institution: Kure National College of Technology
• Principal Investigator: 外谷 昭洋 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 助教 (20616180)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 複合シミュレーション / 修正接点解析法 / FDTD法 / 電流源法

Outline of Annual Research Achievements

昨年はプログラム言語としてJavaを使用し、GUIも含めた電磁界解析エンジンのプログラム開発を行った。平成26年度はJavaでの開発は時間がかかると判断し、使用言語をMatlabに変更し、電気回路解析エンジンの試作と電気回路解析エンジンと電磁界解析エンジンとの統合について検討を行った。
電気回路解析エンジンについては、修正接点解析法を採用し、電気回路分野で一般的に使用されているSPICEネットリストを読み込み解析するMatlabプログラムを作成した。また、電磁界解析エンジンは前年度に引き続きFDTD法(時間領域差分法)を使用し、Matlabに移植を行った。両解析エンジンの統合については、電磁界解析部を等価的に電流源と静電容量に変換する電流源法を用いた。電流源法で必要となる静電容量の計算には、ガウスの定理を利用し電界の歪みを考慮している。
その後、誘電体中の並行平板型コンデンサの電磁界解析を行いながら、このコンデンサと直列に接続した電源や抵抗と組み合わせた回路について解析を行う電気回路・電磁界解析の複合シミュレーターを試作し、動作確認を行い検証を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

使用言語を途中でMatlabに変更したため、解析エンジンの作成や統合に時間がかかってしまったが、比較的順調に研究が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

本年度前半にGUIを含めたモデルの完成をめざし、後半に実地検証を行う考えである。
また、Javaへの移植についてはこだわらず、Matlab上での実現を第一に研究を進める予定である。

Causes of Carryover

研究に遅れがでたため、試料の購入等ができていない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究の進捗を立て直す中で、使用する予定である。