| 研究課題/領域番号 |
11650302
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
|
|---|
| 研究機関 | 福山大学 |
|---|
研究代表者 |
坪井 始 福山大学, 工学部, 教授 (70116482)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | 渦電流探傷 / パルス励磁 / 非破壊検査 / 電磁界解析 / 数値解析手法 |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、まず、三次元過渡解析のための辺要素を用いた有限要素法解析プログラムを開発し、計算精度の検討、高速化計算手法の検討を行った。そして、渦電流問題と電磁波問題の過渡応答解析について、時間軸の取扱いに着目し、有限要素法、境界要素法、積分方程式法において、実用的に実現可能な時間積分の手法の計算精度の評価を行った。また、電磁界解析のみの場合と連成問題の場合についても、時間積分法の評価を行った。これらの結果を体系的にまとめ、今後の電磁界の高精度過渡応答解析を行う際に適用する手法の選択のための指針を確立している。有限要素法を用いる場合には、差分法およびフーリエ変換法による時間軸が適していることがわかった。一方、高精度計算のための有限要素法用アダプティブ要素分割法についても基礎的な検討を行った。
つぎに、パルス励磁渦電流探傷プローブが評価可能な解析手法を開発するため、二次元および三次元有限要素法を空間分割に用い、差分法およびフーリエ変換法による時間軸の近似を行う場合について計算結果と実験結果を比較し、解析手法の評価を行った。その結果、計算結果の計算精度は空間分割に影響されるが、空間分割が十分に細かい場合には差分法およびフーリエ変換法とも時間分割を細かくとれば同様な精度で計算結果得られ、計算時間にも大差がないことがわかった。また、空間分割が粗い場合には、フーリエ変換法では高調波成分が再現されず非物理的な振動解が現れ、差分法では振幅に誤差を生じることが明らかとなった。したがって、パルス励磁の励磁電流波形の検討には、周波数領域の再計算が不要でフーリエ逆変換により容易に計算結果が得られるフーリエ変換法が適し、差分法は適用に大きな制限がなく様々な計算条件に対応可能であることがわかった。とくに、解析すべき問題が非線形問題や連成問題の場合には差分法を適用する必要がある。
|
