不連続ガレルキン時間領域法に基づく電磁界・回路混合解析に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26330068
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 渡邉 貴之 静岡県立大学, 経営情報学部, 准教授 (90326124)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 電磁界シミュレーション / 回路シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，不連続ガレルキン時間領域（DGTD）法による電磁界解析と、SPICE型やLeapfrog型回路シミュレータとの汎用性を持った混合解析技術の確立を目指している。また、DGTD法と回路シミュレータとを並列分散処理することで、超大規模な系に対してスケーラブルな解析コストの実現を目指している。平成27年度は、平成26年度に実施したDGTD法による電磁界解析領域と回路解析領域との接続アルゴリズムの基礎理論構築を踏まえ、MATLABで記述した2次元DGTD法の基礎プログラムを基に実装したC/C++プロトタイププログラム（電磁界解析ソルバ）と、ソースコードが公開されており自由に改変が可能なSPICE3F5をベースとした回路シミュレータとの混合解析機能の実装を進めた。回路シミュレータ側の可変解析タイムステップ幅のマルチレート性を考慮しながら、電磁界解析ソルバ側の解析タイムステップと同期させ、電磁界領域の端子部の電界から回路領域での電圧を算出し、回路領域に対して等価電圧源として印加し、さらに等価電圧源に流れる電流を電流密度に変換し、電磁界領域の端子部に印加する機構の実装を行った。さらに、回路解析手法としてSPICE型の陰解法でなく、陽解法を用いることで行列計算が不要で並列化に適したLeapfrog型の回路解析アルゴリズムとの混合解析機能の実装について検討した。結果として、Leapfrog型の回路解析アルゴリズムは、DGTD法の電界・磁界更新式と親和性が高く、電磁界解析ソルバ側に直接組み込むことが可能との知見を得た。実際に、Leapfrog型の回路解析アルゴリズムの電磁界解析ソルバへの組み込みを開始した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

SPICE型回路シミュレータと電磁界解析ソルバとの連携機構の実装に想定以上の時間を要したため、27年度内に予定していた成果発表が実現できていない。また、同様の理由によってマルチCPU/GPUによる並列分散処理技術の確立の着手に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

現在までの研究実績を早急にまとめて成果発表を行う。また、アルゴリズムのマルチCPU/GPUによる並列化については、アダプティブメッシュ活用技術の確立に比較して相対的に実現が容易と考えられるため優先して検討する。

Causes of Carryover

当初予定していた国内学会及び国際会議での成果発表がプログラム開発の遅延によって実現できなかったため、主に旅費について次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

現在までの研究成果を早急にまとめて、当初平成27年度に予定していた成果発表を国内学会及び国際会議にて実施する。