| 研究課題/領域番号 |
18K04100
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
神谷 淳 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00224668)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 高温超伝導体 / 遮蔽電流密度 / 有限要素法 / 高速多重極法 / H-行列法 / Krylov空間法 / 前処理技術 / 高性能計算 / 最適化 / 電気機器 / 超伝導体 / 電磁界解析 / 数値シミュレーション |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，高温超伝導体を流れる遮蔽電流密度の時間発展を評価するための高速・高精度解析技術を提唱し，さらに，同技術を用いて超伝導応用機器の設計支援ツールを開発した．特に，本研究では，階層行列法を遮蔽電流密度解析に応用することによって，数百万自由度をもつ遮蔽電流密度解析を実現した．本研究を通して，高温超伝導体の数理モデル化，高性能数値解析法という２つの観点から，遮蔽電流密度解析技術の開発と実証が行われた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
銅酸化物系の高温超伝導体は強い結晶学的異方性を示す．この事実を数値シミュレーションに反映させるためには，多薄層近似を仮定する必要があるが，同近似の下では，遮蔽電流密度の初期値・境界値問題は各時間ステップで大規模連立非線形方程式を解く問題に帰着する．加えて，遮蔽電流密度方程式は領域積分項を含むため，有限要素法による離散化で得られる連立非線形方程式の解法には膨大な計算コストを要する．本研究では，H-行列法に基づく遮蔽電流密度シミュレーション技法を開発した．その結果，同技術を用いれば，複雑形状をした超伝導応用機器中の高速・高精度遮蔽電流密度解析が可能となるはずである．
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