電磁ポテンシャルの導入による回路・電磁界混合解析

• 研究課題/領域番号: 25630152
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 丹治 裕一 香川大学, 工学部, 教授 (10306988)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: シミュレーション工学 / 高密度実装 / 高速伝送回路設計 / システムオンチップ / ハイパフォーマンス・コンピューティング / ハイパフォーマンス・コンコンピューティング

研究成果の概要

回路の物理設計を行うためにはその電磁気学的な性質を考慮した回路解析が必要である。しかしながら，従来の数値電磁界解析手法は回路解析との親和性に乏しく、逆に、電磁界を回路素子で表現して回路解析を行う方法では電磁界を見ることができない欠点がある。この解決のため，本研究では電磁ポテンシャルの導入，非線形回路素子の容積の考慮など様々な観点から検討を行い，電磁界解析における回路素子の取り扱いについて新たな手法を提案した。本手法に基づいて，回路シミュレータと電磁界解析手法として知られているFDTD法を結合した所，回路・電磁界混合解析が双方の柔軟性を損なうことなく，効率良く実行できることが確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Fast Transient Simulation of Large Scale RLC Networks Including Nonlinear Elements with SPICE Level Accuracy (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanji
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 5 ページ: 1067-1076
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.1067
  • NAID: 130005066979
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fourier Expansion Method for Positive Real Approximation of Sampled Frequency Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanji
  • 雑誌名: IEICE Trans. on Fundamentals 巻: E97-A ページ: 1937-1944
  • NAID: 130004685430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Behavioral Modeling of Class E Amplifiers via Modified Nodal Analysis Formulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanji and H. Kamei
  • 雑誌名: Journal of Signal Processing 巻: 17 ページ: 239-245
  • NAID: 130004457066
  • 査読あり
• [学会発表] Design of Resonant Class E DC/DC Converter by PSO (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Horino and Y. Tanji
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] GPU Implementation and its Evaluation of Particle Swarm Optimization (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Tanaka, and Y. Tanji
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] Behavioral Modeling of Class E Switching Circuits with Impulse Modes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanji and H. Kamei
  • 学会等名: 2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 2015-11-01
  • 国際学会
• [学会発表] 電磁界解析における非線形素子の容積の考慮について (2015)
  • 著者名/発表者名: 丹治裕一
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 大分
  • 年月日: 2015-01-26 – 2015-01-27
• [学会発表] 大規模RLC回路の解析における行列分割手法と回路分割手法の比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丹治裕一
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [学会発表] Generalized Behavioral Steady State Model of Class E Switching Circuits (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kamei and Y. Tanji
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: Luzern, Switzerland
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
• [学会発表] Behavioral Modeling of Class E Amplifiers Based on Modified Nodal Analysis Formulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanji and H. Kamei
  • 学会等名: The 10th IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] E 級増幅器の動作モデルにおけるモード判定について (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井弘人，丹治裕一
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 高松
• [学会発表] Behavioral Steady-State Model of Class E Amplifier by Generalized Eigenvalue Problem (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kamei and Yuichi Tanji
  • 学会等名: 2013 IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Netwroks
  • 発表場所: 徳島