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モデル縮約による電磁機器の高速3次元最適化の実現

研究課題

研究課題/領域番号 25630101
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関北海道大学

研究代表者

五十嵐 一  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90212737)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードモデル縮約法 / 最適設計 / 有限要素法 / 遺伝的アルゴリズム / モデルオーダリダクション / 等価回路 / 設計最適化 / 形状最適化 / 電気機器
研究成果の概要

本研究では,3次元最適化の高速化を実現するために,モデル縮約法を用いた有限要素法を開発した.まずモデル縮約法のひとつである固有直交分解法を用いることにより,準定常電磁界の非定常問題を高速に解けることを示した.またアンテナの形状最適化問題への本法の有効性を示した.さらに,磁気飽和が強い部分とそれ以外の部分に自動的に領域を分割し,後者にのみモデル縮約法を適用する方法(部分領域モデル縮約法)と,回転機解析において角度範囲を分割し,範囲ごとに基底を構成することで解析時間を短縮する方法(ブロックモデル縮約法)を提案した.またモデル縮約法により,有限要素モデルから等価回路を合成する方法を提案した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Wuppertal(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Subdomain Model Order Reduction with Discrete Empirical Interpolation Method for Nonlinear Magneto-Quasi-Static Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Markus Clemens, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2489264

    • NAID

      120005753723

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generation of Equivalent Circuit from Finite-Element Model Using Model Order Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2476370

    • NAID

      120005753714

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Equivalent-Circuit Generation from Finite-Element Solution Using Proper Orthogonal Decomposition2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihito Shimotani, Yuki Sato, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2482540

    • NAID

      120005753709

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast Finite-Element Analysis of Motors Using Block Model Order Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihito Shimotani, Yuki Sato, Takahiro Sato, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 2016-2016

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2482542

    • NAID

      120005753711

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Equivalent Circuit of Antennas Generated by Model Order Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 53

    • NAID

      120005981410

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] トポロジー最適化による埋込磁石同期モータの回転子形状最適化2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤孝洋,五十嵐一,高橋慎矢,内山翔, 松尾圭祐,松橋大器
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 135 号: 3 ページ: 291-298

    • DOI

      10.1541/ieejias.135.291

    • NAID

      130004876902

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-Off法とレベルセット法の併用によるIPMモータの多目的形状最適化2014

    • 著者名/発表者名
      日高勇気,五十嵐一
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 6 号: 3 ページ: 37-42

    • DOI

      10.11308/tjsst.6.37

    • NAID

      130004688235

    • ISSN
      1883-5031, 1883-5058
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topology Optimization Method Based on On–Off Method and Level Set Approach2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hidaka, T. Sato, H. Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 50 号: 2 ページ: 617-620

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2285379

    • NAID

      120005455880

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A modified immune algorithm with spatial filtering for multiobjective topology optimisation of electromagnetic devices2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sato, Kota Watanabe, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering

      巻: 33 号: 3 ページ: 821-833

    • DOI

      10.1108/compel-09-2012-0174

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic topology optimization based on level-set method2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hidaka, Takahiro Sato, Kota Watanabe, Hajime Igarashi
    • 雑誌名

      The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering

      巻: 33 号: 6 ページ: 1904-1919

    • DOI

      10.1108/compel-11-2013-0375

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電磁場系の最適設計技術2014

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: 22 ページ: 19-26

    • NAID

      130004728462

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D Optimization of Ferrite Inductor Considering Hysteresis Loss2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, K. Watanabe, H. Igarashi, T. Matsuo, T. Mifune, K. Kawano, M. Suzuki, Y. Uehara, A. Furuya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 49 号: 5 ページ: 2129-2132

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2241413

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Reduction of Three-Dimensional Eddy Current Problems Based on the Method of Snapshots2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, H. Igarashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 49 号: 5 ページ: 1697-1700

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2241412

    • NAID

      120005316979

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 部分領域モデル縮約法を用いた電磁界解析について2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤佑樹,五十嵐一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 13 ページ: 109-114

    • NAID

      40019913967

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] IPMモータのトポロジー最適化とその実験的検証2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一
    • 学会等名
      電気学会第25回電磁界解析に関するセミナー
    • 発表場所
      同志社大学東京オフィス(東京都)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 進化計算を用いた最適化デザイン2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部講演会
    • 発表場所
      新潟工科大学 (柏崎市)
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fast Eddy Current Analysis Using Model Order Reduction and Time-Periodic Explicit Error Correction2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Hajime Igarashi
    • 学会等名
      17th International Symposium on Electromagentic Fields (ISEF2015)
    • 発表場所
      Technical University of Valencia
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Generation of Equivalent Circuits from Reduced FE Models Using Proper Orthogonal Decomposition2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihito Shimotani, Yuki Sato, Hajime Igarashi
    • 学会等名
      17th International Symposium on Electromagentic Fields (ISEF2015)
    • 発表場所
      Technical University of Valencia
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 損失を考慮したシンクロナスリラクタンスモータのトポロジー最適化2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤俊平,佐藤孝洋,古井真太郎,五十嵐一
    • 学会等名
      第23回MAGDAコンファレンスin高松
    • 発表場所
      サンポート高松 (香川県高松市)
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 固有直交分解を用いたモデル縮約法による電磁機器の有限要素解析2014

    • 著者名/発表者名
      下谷俊人、佐藤佑樹、五十嵐一
    • 学会等名
      第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      岩手大学 (岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Fast Magnetic Flux Line Allocation Algorithm for Magnetic Flux Visualization2014

    • 著者名/発表者名
      Takuto Naoe, So Noguchi, and Hajime Igarashi
    • 学会等名
      The 14th Asia Simulation Conference & The 33rd JSST Annual Conference
    • 発表場所
      国際会議場 (福岡県北九州市)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル縮約法を用いた等価回路生成2014

    • 著者名/発表者名
      下谷俊人、佐藤佑樹、五十嵐一
    • 学会等名
      電気学会静止器回転機合同研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学 (栃木県宇都宮市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 渦電流を考慮した圧粉磁芯のマクロ磁気特性2014

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一、伊藤泰久、佐藤孝洋、河野健二、鈴木理明
    • 学会等名
      電気学会静止器回転機合同研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学 (栃木県宇都宮市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 渦電流損を考慮した磁性複合材料のマクロ磁気特性2014

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一
    • 学会等名
      日本ボンド磁性材料協会 第86回技術例会
    • 発表場所
      ホテルラングウッド (東京都荒川区)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stochastic Topology Optimization Based on Level-Set Method

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hidaka, Takahiro Sato, Kota Watanabe, Hajime Igarashi
    • 学会等名
      ISTET2013
    • 発表場所
      Secese of the Pilsner Urquell Brewery (Czech)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電磁界解析による設計最適化技術

    • 著者名/発表者名
      五十嵐一
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      北見市(北見工業大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル縮約法を用いた電磁機器形状最適化の高速化

    • 著者名/発表者名
      佐藤佑樹, 五十嵐一
    • 学会等名
      電気学会静止器回転機合同研究会
    • 発表場所
      秋田市にぎわい交流館AU(秋田市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電磁機器の多目的トポロジー最適化

    • 著者名/発表者名
      日高勇気,五十嵐一
    • 学会等名
      計算力学研究会
    • 発表場所
      佐賀市(佐賀大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介 電磁機器の解析と最適化

    • URL

      http://hbd.ist.hokudai.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-02-01  

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